温度与上位机

河南大学物理与电子学院2015级单片机课程设计论文温度与上位机 论文作者姓名： 作 者 学 号： 所 在 学 院： 所 学 专 业： 任 课 老 师： 论文完成时间： 目录0前言11系统组成与功能1 1.1系统组成1 1.1.1AT89C52单片机1 1.1.2LCD1602液晶2 1.1.3DHT11的概述2 1.1.4nRF24L01的概述3 2系统原理5 2.1系统仿真图5 2.2扩展仿真图6 2.3实物照片6 3程序流程图9 4主要程序代码10 5硬件过程12 5.1发送板部分12 5.2接收板过程136结论16 18河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文带存储功能的数码调频发射机0 前言电子技术的快速发展使得各种各样的电子产品都朝着便携式和小型轻量化的方向发展，也使得更多的无线通信系统得到了发展。温度湿度的检测这些年来应用领域原来越多本设计制作的是一款基于单片机的温湿度控制系统。传统的温度计测量精度差、显示不直观、不能精确设定测量范围。与传统温度计相比，该湿度控制系统具有读数方便，测温范围广，测温准确，显示直观、功能多样、成本低廉且可以测量湿度等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势。该设计控制器使用单片机STC89C51，温湿度传感器使用DHT11，1602液晶显示。 在本学期的单片机在课程设计中，我们两个人一组共同讨论并设计出了一种基于单片机控制的温度测试。而且设计出了实际的成品，经过调试后能实现预期的功能，同时我们两个人在能实现其基本功能的基础上进行了一定程度的功能扩展。1系统组成与功能1.1 系统组成本系统主要有单片机STC89C51，温湿度传感器使用DHT11，1602液晶显示、nRF24L01等元件组成。1.1.1 AT89C52单片机图1-1 AT89C51引脚图AT89c52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。此外，AT89c52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位2。引脚图如图1-1所示。1.1.2 LCD1602液晶液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示。LCD1602是有32个5x7点阵组成的行字符型显示屏。其操作方法如下：读写时序操作读状态RS=L，R/W=H，E=H输出D0D7写指令RS=L，R/W=L，D0D7指令码，E=高脉冲读数据RS=H，R/W=H，E=H输出D0D7数据写数据RS=H，R/W=L，D0D7数据，E=高脉冲1.1.3 DHT11的概述DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为 4 针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。DHT11引脚介绍各引脚功能为：1 VDD 供电3.5-5.5V DC 2DATA 串行数据，单总线 4GND 接地，电源负枀 3NC 空脚 nRF24L01 2.4GHz射频收发芯片1.1.4 nRF24L01的概述nRF24L01是一款工作在2.42.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片.内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低,在以-6 dBm的功率发射时，工作电流也只有9 mA;接收时，工作电流只有12.3 mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。nRF24L01主要特性如下：GFSK调制：硬件集成OSI链路层;具有自动应答和自动再发射功能;片内自动生成报头和CRC校验码;数据传输率为l Mb/s或2Mb/s;SPI速率为0 Mb/s10 Mb/s;125个频道：与其他nRF24系列射频器件相兼容;QFN20引脚4 mm4 mm封装;供电电压为1.9 V3.6 V。2.4.2nRF24L01 的引脚功能nRF24L01的封装及引脚排列如图1所示。各引脚功能如下： CE：使能发射或接收;CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI引脚端，微处理器可通过此引脚配置nRF24L01：IRQ：中断标志位;VDD：电源输入端;VSS：电源地：XC2，XC1：晶体振荡器引脚;VDD_PA：为功率放大器供电，输出为1.8 V;ANT1,ANT2：天线接口;IREF：参考电流输入。2 系统原理本系统设计的主要原理是用单片机单片机STC89C51，温湿度传感器使用DHT11，1602液晶显示、nRF24L01的工作。nRF24L01硬件的设计有单片机电路、nRF24L01控制电路、温度传感器电路等；nRF24L01控制电路实现nRF24L01的智能化控制，比如自动发送或接收数据，完成报警。主要由AT89S52芯片和nRF24L01芯片完成；无线通信部分由nRF24L01控制芯片完成。2.1 系统仿真图最基本的仿真图具体见图21所示图21 基本系统仿真图2.2 扩展仿真图具体的扩展仿真图具体见图22所示。图22 扩展仿真图2.3 实物照片具体的实物照片如图23所示。图23 实物照片 3 程序流程图图24 程序4 主要程序源代码#include #include /包含 _nop_() #include #include void senddata() /存储数据函数delay10ms();z=(uchar)(count*2);write_add_(m,z);m=m+1; if (m=5) m=0; delay();while(K5=0);void receivedata() /调出数据函数delay10ms();z=read_add_(n);count=z*0.5;delay();P0=0;SetCH();n=n+1; if (n=5) n=0; while(K6=0);void main() /主函数 count=40; x24c02_init(); /初始化24C02 while(1) display(); if (K2=0) addfreq(); if (K1=0) decfreq(); if (K4=0) fastadd(); if (K3=0) fastdec(); if (K5=0) senddata(); if (K6=0) receivedata(); 5 硬件过程5.1 发送板部分 5.2 接收板过程6结论通过本学期单片机课程设计的学习与动手制作，本设计基本上实现的预定功能，但在此基础上还可以根据不同的需求做相应的扩展,比如可以设计实现上位机的通讯连接。由于个人的知识有限，设计本身可能有不足之处，还有待进一步改进。参考文献：1 陈国栋.基于射频识别技术的门禁系统研究与设计D.硕士论文长沙:中南大学,2005:15-36.2 黄菊生.基于智能IC卡的网络门禁系统设计与开发D.硕士论文长沙:湖南大学,2003:69-95.3 游战清,李苏剑,张益强等.无线射频识别技术(RFID)理论与应用M.北京:电子工业出版社,2004:95-121.4 安静宇.基于非接触式IC卡门禁系统的设计D.西安科技大学,2006:12-45.5 康行健.天线原理与设计