通信系统综合设计报告——光照强度监测系统设计

河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 1 目目 录录 第一章 概述 2 第一节 课题背景与意义 2 第二节 课题设计要求与指标 2 第二章 系统方案选择与确定 3 第一节 硬件系统方案选择 3 一 光照采集模块方案选择 3 二 无线传输模块方案选择 3 三 LCD 显示模块方案选择 4 四 MCU 模块方案选择 4 第二节 软件系统方案选择 4 第三章 系统硬件设计与实现 6 第一节 采集端硬件设计 6 一 光照采集模块设计 7 二 ATmega16L 最小系统模块设计 7 三 无线传输模块设计 8 第二节 终端硬件设计 9 一 LCD 显示模块设计 10 二 变压电路设计 11 第四章 系统软件设计与实现 12 第一节 程序整体设计 12 第二节 光照采集与 AD 转换程序设计 12 第三节 无线传输程序设计 13 第四节 LCD 显示程序设计 15 第五节 程序下载 16 第四章 测试结果及讨论 17 第一节 LCD 显示测试 17 第二节 光照采集与显示测试 18 心得体会 20 参考文献 21 附 录 22 一 器件清单 22 二 工具清单 22 三 实物图 23 四 程序代码 23 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 2 第一章第一章 概述概述 第一节第一节 课题背景与意义课题背景与意义 在现代农业和工业领域 经常需要对一些环境参数进行监测 以做出相应 处理 确保设备和系统运行在最佳状态 随着科技的发展 对环境参数监测系 统的要求也越来越高 因此基于传感器 单片机和无线通信芯片设计出一种无 线环境参数监测系统十分的重要 光照强度是一个重要的环境参数 在工业和农业领域有着重要的应用 本 课程设计介绍一种可以应用在许多领域的无线光照强度监测系统 实现对环境 中的光照强度进行实时采集处理 无线传输与显示的功能 本文的主要研究工作集中在光照强度监测系统的设计上 通过 C 语言编程 对单片机进行控制 使单片机控制光照采集传感器 无线通信芯片和 LCD 实 现系统功能 在本课题的基础上可以设计完成一个高速 方便 稳定的环境数 据监测采集和传输系统 可以广泛应用于现代农业和工业领域 第二节第二节 课题设计要求与指标课题设计要求与指标 本系统以环境光照强度为研究对象 应满足的要求与指标为 1 监测点光照强度测量精确 精度大于 0 1lux 2 将监测点的参数数据以无线方式发送至汇节点 并 LCD 显示 要求分 立元件实现的无线传输距离大于 20cm 无线传输模块实现的传输距离大于 1km 3 无线传输设备具有较强的抗干扰能力 4 设备具有较高的实时性 5 设备功耗功耗较低 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 3 第二章第二章 系统方案选择与确定系统方案选择与确定 第一节第一节 硬件系统方案选择硬件系统方案选择 系统硬件部分主要分为采集端和终端两个部分 采集端应包含 光照采集 模块 MCU 模块 无线传输模块 终端应包括 MCU 模块 无线传输模块 LCD 显示模块 针对各个模块 分别有几种不同的方案 本节将各个模块的方 案进行比较并确定最终方案 1 光照采集模块方案选择光照采集模块方案选择 系统要求采集环境内实时光照强度 并有一定的精确度 光照采集模块有 下列两种方案 方案一 采用光敏电阻及相关的外围电路 设计成的自制光照采集模块 用于采集环境光照信息 使用光敏电阻的电路结构简单 实时性高 成本低 但是一般的光敏电阻精确度较低 难以达到课题的要求 方案二 采用光照传感器 Po188 采集环境的光照信息 使用光照传感器 Po188 的电路结构简单 实时性好 成本较低 灵敏度高 电流随光照度增强 呈线性变化 采集精确度高 符合课题要求 故采用该方案 2 无线传输模块方案选择无线传输模块方案选择 系统要求采集端通过无线的方式将采集到的光照强度信息发送到终端 终 端也是采用无线的方式接受采集端发来的数据 无线通信模块方案有下列几种 方案 方案一 通过自制的无线通信模块 但是由于是采用分立元件设计的自制 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 4 无线通信模块 工作不稳定 抗干扰性差 不满足题目的要求 故不采用该方 案 方案二 采用无线串口进行无线数据通信 具有接口简单 只需利用单片 机的串口就可建立无线通信 采用该模块成本较高 虽然能够满足题目要求 但是考虑到系统的成本 不采用该方案 方案三 采用无线收发模块 nRF24L01 该模块采用 SPI 接口可以很方便的 与 MCU 建立通信 发送与接受只需通过简单的将控制指令通过 SPI 接口写入 nRF24L01 就可以发送和接收数据 具有低的系统费用 低速微处理器也能进行 高速射频发射 数据在空中停留时间短 抗干扰性高 故采用该方案 3 LCD 显示模块方案选择显示模块方案选择 系统的终端需要实时地将环境光照强度信息显示出来 选择 1602 液晶模块 该模块能够显示 32 个 ASCII 码 并且电路结构简单 能够满足系统的数据显 示要求 故采用液晶 1602 进行数据显示 4 MCU 模块方案选择模块方案选择 方案一 采用 51 系列单片机及其最小系统作为 MCU 模块 其特点是结构 简单 使用的是 CISC 指令系统 冯诺依曼总线结构 系统功能易于实现 成 本低 但是处理速度较慢 故不采用此方案 方案二 采用 AVR 系列单片机及其最小系统作为 MCU 模块 其特点是结 构简单 使用的是 RISC 指令系统 哈佛结构总线结构 处理速度较快 更好 的满足系统实时性的要求 同时功耗较低 故采用该方案 我们选用的是 ATmega16L 单片机 第二节第二节 软件系统方案选择软件系统方案选择 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 5 软件系统采用模块化设计思想 分别使用 C 语言对对采集端和终端的 MCU 进行编程 软件系统的编译环境采用的是采用 AVR 单片机 C 语言集成开发环境 code vision1 25 3 是 HP Info Tech 专为 AVR 系列单片机设计的一款低成本 C 语言 编译器 它产生的代码非常严密 效率很高 不仅包括了 AVR 的 C 编译器 同时也是一个集成 IDE 的 AVR 开发平台 简称 CVAVR 基于高级语言开发单 片机系统具有语言简洁 可读性强 可移植性好 可进行结构化和模块化程序 设计等优点 图 2 1 为 code vision1 25 3 的开发环境 图 2 1 code vision1 25 3 的开发环境 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 6 第三章第三章 系统硬件设计与实现系统硬件设计与实现 系统硬件部分主要分为采集端和终端两个部分 采集端应包含 光照采集 模块 MCU 模块 无线传输模块 终端应包括 MCU 模块 无线传输模块 LCD 显示模块 图 3 1 为系统硬件设计框图 图 3 1 系统硬件设计框图 第一节第一节 采集端硬件设计采集端硬件设计 采集端主要由光照采集模块 MCU 模块 即 ATmega16L 最小系统 以及 无线传输模块构成 采集端电路图如图 3 2 所示 终端 LCD 显示模块 1602 MCU 模块 ATmega16L 无线传输模块 nRF24L01 采集端 光照采集模块 Po188 MCU 模块 ATmega16L 无线传输模块 nRF24L01 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 7 图 3 2 采集端硬件电路图 一 光照采集模块设计一 光照采集模块设计 采集端的光照采集模块的主要器件是光照传感器 Po188 Po188 是一个 光电集成传感器 典型入射波长为 p 520nm 内置双敏感元接收器 可见 光范围内高度敏感 输出电流随照度呈线性变化 Po188 的主要特性有 暗电流小 低照度响应 灵敏度高 电流随光照度 增强呈线性变化 内置双敏感元 自动衰减近红外 光谱响应接近人眼函数 曲线 内置微信号 CMOS 放大器 高精度电压源和修正电路 输出电流大 工作电压范围宽 温度稳定性好 可选光学纳米材料封装 可见光透过 紫 外线截止 近红外相对衰减 增强了光学滤波效果 符合欧盟 RoHS 指令 无 铅 无镉等 光照采集模块 Po188 连接电路图如图 3 3 所示 Po188 输出特性曲线如图 3 4 所示 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 8 图 3 3 Po188 电路图 图 3 4 Po188 输出特性曲线 二 二 ATmega16LATmega16L 最小系统模块设计最小系统模块设计 采集端和终端的 MCU 模块都由 ATmega16L 单片机及其最小系统 ATmega16 是基于增强的 AVR RISC 结构的低功耗 8 位 CMOS 微控制器 由于其先进的指 令集以及单时钟周期指令执行时间 ATmega16 的数据吞吐率高达 1MIPS MHz 从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾 ATmega16L 最小系统主要由 ATmega16L 芯片 晶振电路 复位电路组成 ATmega16L 芯片的工作电压 2 7v 5 5v 我们采用的是 3 3v 供电 由电源电路 提供 在 ATmega16L 芯片的 XTAL1 和 XTAL2 之间加上 8M 的晶振 通过 30pf 电容接地为单片机提供工作时钟 在 RESET 引脚加上低电平复位的复位电路 一开始上电的时候是自动上电复位 后来工作过程中通过复位开关实现手动复 位 ATmega16L 最小系统如图 3 5 所示 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 9 图 3 5 Atmega16L 最小系统 三 无线传输模块设计三 无线传输模块设计 无线传输模块使用的主要芯片是nRF24L01 nRF24L01是一款工作在 2 4 2 5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片 无线收发器包括 频率发 生器 增强型SchockBurst模式控制器 功率放大器 晶体振荡器 调制器解调 器 输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置 芯片电流消 耗极低 当工作在发射模式下发射功率为 6dBm 时电流消耗为9 0mA 接收模 式时为12 3mA掉电模式和待机模式下电流消耗更低 支持六路通道的数据接收 工作电压为1 9v 3 6v 无线传输模块示意图如图3 6所示 在实际电路中我们使用的是集成的 nRF24L01模块 如图3 7所示 图3 6 nRF24L01与单片机连接示意图 图3 7 nRF24L01集成模块实物 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 10 nRF24L01 集成模块有 8 个引脚 各个引脚的功能及与单片机的连接如表 3 1 所示 引脚名称引脚功能描述 与 Atmega16L 连 接 1VSS电源接地 0V 2VDD电源电源 3V 3CE数字输入 RX 或 TX 模式选 择 PB2 4CSN数字输入SPI 片选信号PB1 5MOSI数字输入从 SPI 数据输入脚PB6 6MISO数字输出从 SPI 数据输出脚PB5 7SCK数字输入SPI 时钟PB7 8IRQ数字输出可屏蔽中断脚PD2 表 3 1 nRF24L01 集成模块引脚功能 在系统工作时 采集端单片机将光照传感器采集到的光照强度信息处理后 传给采集端的无线传输模块 采集端的无线模块将 32 字节信息打包 通过无线 传输协议发送 终端的无线传输模块接收 传给单片机 通过相关处理 显示 结果 第第 2 节节 终端硬件设计终端硬件设计 终端主要由 LCD 显示模块 MCU 模块 即 ATmega16L 最小系统 以及 无线传输模块构成 终端电路图如图 3 8 所示 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 11 图 3 8 终端硬件电路图 终端中的 MCU 模块 ATmega16L 最小系统 无线传输模块的设计与采集 端类似 故不再赘述 下面介绍一下终端中的 LCD 显示模块和变压电路 一 一 LCD 显示模块设计显示模块设计 终端中选用的是字符液晶显示器 1602 工作电压为 5V 两行显示 每行 显示 16 个字符 一共有 16 个引脚 1602 引脚功能如表 3 2 所示 引脚符号功能说明 1 VSS一般接地 2 VDD接电源 5V 3 V0 液晶显示器对比度调整端 接正电源时对比度最弱 接地电 源时对比度最高 对比度过高时会产生 鬼影 使用时可以 通过一个 10K 的电位器调整对比度 4 RS RS 为寄存器选择 高电平 1 时选择数据寄存器 低电平 0 时选择指令寄存器 5 R W R W 为读写信号线 高电平 1 时进行读操作 低电平 0 时 进行写操作 6 EE 或 EN 端为使能 enable 端 下降沿使能 7 DB0底 4 位三态 双向数据总线 0 位 最低位 8 DB1底 4 位三态 双向数据总线 1 位 9 DB2底 4 位三态 双向数据总线 2 位 10 DB3底 4 位三态 双向数据总线 3 位 11 DB4高 4 位三态 双向数据总线 4 位 12 DB5高 4 位三态 双向数据总线 5 位 13 DB6高 4 位三态 双向数据总线 6 位 14 DB7 高 4 位三态 双向数据总线 7 位 最高位 也是 busy fla g 15 BLA背光电源正极 16 BLK背光 电源负极 表 3 2 1602 引脚功能 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 12 在 1602 的引脚中 7 14 DB0 DB7 八位数据总线 三态双向 实际使用 时 用的是 DB4 DB7 这四位数据线 这样节省了 ATmega16L 的 I O 资源 因为 液晶引脚是与单片机 PA 口相连的 PA 口只有八位 液晶 4 5 6 引脚分别接 的 PA0 PA1 PA2 剩下的只有五个口 所以用四位数据线分两次传送来缓解 接口的紧张 1602 引脚示意图如图 3 9 所示 1602 与 ATmega16L 引脚连接示意图如图 3 10 所示 图 3 9 1602 引脚示意图 图 3 10 1602 与 ATmega16L 引脚连接 二 变压电路设计二 变压电路设计 变压电路部分的主要功能是给无线传输模块提供稳定的 3 3V 的电压 使其 正常工作 在采集端的电路中也有变压电路 在这里一同介绍 系统使用的是 AMS1117 系列稳压器 AMS1117 系列稳压器有可调版与多种 固定电压版 设计用于提供 1A 输出电流且工作压差可低至 1V 在最大输出电 流时 AMS1117 器件的压差保证最大不超过 1 3V 并随负载电流的减小而逐渐 降低 AMS1117 的片上微调把基准电压调整到 1 5 的误差以内 而且电流限制 也得到了调整 以尽量减少因稳压器和电源电路超载而造成的压力 AMS1117 电路图如图 3 11 所示 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 13 图 3 11 AMS1117 电路图 第第 4 章章 系统软件设计与实现系统软件设计与实现 第第 1 节节 程序整体设计程序整体设计 系统软件部分主要是使用 C 语言对 ATmega6L 进行编程 使采集端的 MCU 能够处理光照传感器 Po188 传递来的模拟电流信号 将其转换为数字信号 同 时 MCU 传递给无线传输传输模块 将光照信息发送出去 在终端 无线传输模 块可以接收到采集端传来的光照信息 传递给 MCU 进行处理 最终显示在 LCD 上面 系统程序的整体流程就是这样 下面分别给出采集端和终端的程序流程 图 采集端程序流程图如图 4 1 所示 终端程序流程图如图 4 2 所示 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 14 图 4 1 采集端程序流程图 图 4 2 终端程序流程图 我们将重点介绍光照采集与 AD 转换程序 无线传输程序以及 LCD 显示程序 并简单说明一下程序下载的方法 详细的程序代码将在附录中给出 第第 2 节节 光照采集与光照采集与 AD 转换程序设计转换程序设计 这部分程序要求将光照采集模块采集到的电压信号转换成电流信号后经过 函数转换成光照强度单位勒克斯 这里需要注意四个与数模转换 ADC 相关的 I O 寄存器 ADC 多路复用器选择寄存器 ADMUX ADC 控制和状态寄存器 ADCSRA ADC 数据寄存器 ADCL 和 ADCH 这些寄存器在数模转换前都需 要根据需求进行设置 光电函数关系即 Po188 特性曲线在第二章第一节中有所介绍 可以参考图 3 4 下面给出本部分程序代码 unsigned int read adc unsigned char adc input float adc data ADMUX adc input ADC VREF TYPE delay us 10 ADCSRA 0X40 while ADCSRA ADCSRA 0X10 adc data ADCL 开始 初始化 外围设备 设置NRF24L01 进入接受模式 是否接收 到数据 提取数据并 送到LCD显示 是 否 开始 初始化 外围设备 设置NRF24L01 进入发送模式 读取温度和 光照信息 无线发 射数据 是否发 射成功 否 是 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 15 adc data adc data ADCH 256 adc data adc data 2560 0 1024 0 1000 0 adc data adc data 330 0 1000 if adc data 2 0 adc data 800 0 adc data 2 0 666 7 if adc data 1 5 if adc data 0 5 adc data adc data 200 0 adc data adc data 10 0 return adc data 第第 3 节节 无线传输程序设计无线传输程序设计 MCU 与 nRF24L01 是通过 SPI 接口进行通信的 SPI 的接口的读时序如图 4 3 所示 写时序如图 4 4 所示 图中 Cn SPI 指令位 Sn 状态寄存器位 Dn 数据位 注 由低字节到高字节 每字节中高位在前 图 4 3 SPI 写时序 图 4 4 SPI 读时序 在配置 nRF24L01 的寄存器之前一定要确保 nRF24L01 进入待机模式或掉 电模式 nRF24L01 在接受模式的初始化函数为 void RX Mode void nRF24L01 CE 0 delay us 130 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 16 write register onebyte EN AA 0 x00 Enable Auto Ack Pipe0 write register onebyte EN RXADDR 0 x01 Enable Pipe0 write register onebyte SETUP AW 0 x03 ADDR WIDTH 5 BYTES write register onebyte RF CH 40 Select RF channel freq 2440Mhz write register onebyte RX PW P0 T X PLOAD WIDTH Select same RX payload width as TX Payload width write register onebyte RF SETUP 0 x07 TX PWR 0dBm Datarate 2Mbps LNA HCURR write register onebyte CONFIG 0 x0f Set PWR UP bit enable CRC 2 bytes Use the same address on the RX device as the TX device write register bytes TX ADDR flash ch annel0 TX ADR WIDTH write register onebyte CONFIG 0 x0f Set PWR UP bit enable CRC 2 bytes 接收模式要为高电平 nRF24L01 CE 1 delay us 130 This device is now ready to receive one packet of 16 bytes payload from a TX device sending to address nRF24L01 在发射模式的初始化函数为 void TX Mode void write register onebyte EN AA 0 x01 Enable Auto Ack Pipe0 write register onebyte EN RXADDR 0 x01 Enable Pipe0 write register onebyte SETUP AW 0 x03 write register onebyte SETUP RETR 0 x0a 1A 500us 86us 10 retrans write register onebyte RF CH 40 Select RF channel 40 write register onebyte RF SETUP 0 x07 TX PWR 0dBm Datarate 2Mbps LNA HCURR write register onebyte CONFIG 0 x0 E Set PWR UP bit enable CRC 2 bytes RX Addr0 same as TX Adr for Auto Ack 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 17 write register bytes TX ADDR flash channel0 TX ADR WIDTH write register onebyte CONFIG 0 x0E Set PWR UP bit enable CRC 2 bytes 第第 4 节节 LCD 显示程序设计显示程序设计 LCD 显示程序比较简单 主要是 put 和 goto 语句的应用 代码如下 write register onebyte STATUS 0 xF0 read rx palyoad R RX PAYLOAD data 5 lcd gotoxy 0 0 lcd putsf light for i 0 i 4 i lcd gotoxy i 1 lcd putchar data i lcd gotoxy 4 1 lcd putsf lcd gotoxy 5 1 lcd putchar data 4 lcd gotoxy 7 1 lcd putsf lux delay ms 100 第第 5 节节 程序下载程序下载 Code Vision 软件在对项目编译成功后会在项目文件夹的 EXE 文件夹中生 成 hex 文件 此文件可通过下载软件经下载线下载至单片机上 我们使用的是 progisp1 72 烧写软件 它支持所有的 AVR 芯片的编程 支持 AT89S51 AT89S52 支持自定义并口下载编程器 支持自定义串口的下载编程器 支持 STK500 编程 器 支持 USBASP 编程器 支持并口的并行编程器 支持 USBProg 编程器 支持 自定义编程芯片 支持自定义编程熔丝信息提示信息 支持 USBProg 的在线升 级 通过 USB 口 支持 USBProg C 实现脱机下载 支持命令行方式 可以直接 嵌入其他 IDE 中使用 绿色软件 无需安装 占用资源少 支持自定义汉化信 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 18 息提示 支持工程管理 可以将所有的配置数据与编程数据打包为单一文件 progisp1 72程序操作界面图 4 5 所示 图 4 5 progisp1 72 烧写软件 第四章第四章 测试结果及讨论测试结果及讨论 测试贯穿于硬件和软件的设计过程中 用于检查设计过程的出现的各种问 题 下面介绍一下在设计过程我们对各个模块的测试过程与结果 第一节第一节 LCD 显示测试显示测试 LCD 显示测试的目的是测试 ATmega16L 单片机与 1602LCD 显示屏的连接是 否正确 能否正确显示 测试程序为在液晶屏上显示两行固定数据 测试程序 如下 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 19 include include asm equ lcd port 0 x18 PORTB 数 据寄存器地址 endasm include flashchardis str Hello World void main void char flash str str dis str lcd init 16 while 1 lcd clear lcd putsf It sdisplaydemo lcd gotoxy 0 1 lcd putsf str if str 0 str dis str delay ms 200 在测试结果如图 4 6 所示 1602 上第一行显示 It demo 第二行显示 Hello word 图 4 6 LCD 测试结果 第二节第二节 光照采集与显示测试光照采集与显示测试 光照采集测试的主要目的是测试系统的基础部分是否达到设计的要求 测 试程序为不经过无线传输在液晶屏上实时显示光照强度 测试程序如下 include include asm equ lcd port 0 x18 PORTB 数据寄 存器地址 endasm include define ADC VREF TYPE 0 x40 Const unsigned char table unsigned int read adc unsigned 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 20 char adc input float adc data ADMUX adc input ADC VREF TYPE delay us 10 ADCSRA 0X40 while ADCSRA ADCSRA 0X10 adc data ADCL adc data adc data ADCH 256 adc data adc data 2560 0 1024 0 1000 0 adc data adc data 330 0 1000 if adc data 2 0 adc data 800 0 adc data 2 0 666 7 if adc data 1 5 if adc data 0 5 adc data adc data 200 0 adc data adc data 10 0 return adc data void port init DDRA 0XFE 输入为 0 输出为 1 PORTA 0 xFE PORTB 0 xFF DDRB 0 xFF void main void unsigned int adc i ad 5 port init lcd init 16 ACSR 0X80 SFIOR 0X00 ADMUX ADC VREF TYPE ADCSRA 0X86 while 1 lcd gotoxy 0 0 lcd putsf light adc read adc 0 for i 0 i 5 i ad 4 i adc 10 adc adc 10 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 21 for i 0 i 4 i lcd gotoxy i 1 lcd putchar table ad i lcd gotoxy 4 1 lcd putsf lcd gotoxy 5 1 lcd putchar table ad 4 lcd gotoxy 7 1 lcd putsf lux lcd gotoxy 0 0 lcd putchar table data delay ms 200 测试结果如图 4 7 所示 LCD 上显示实时的光照强度 图 4 7 光照采集与显示测试结果 心得体会心得体会 本次通信系统综合设计的课题较为复杂 我们设计的过程也较为艰难 从 一开始的确定方案 选择芯片 器材购买到后来的硬件软件系统的设计与实现 以及测试过程都比以往的课程设计要困难的多 我们不断发现问题 不断解决 困难 在写这篇报告的时候我们已经完成了基础部分的设计 实现了基础部分 的全部功能 发挥部分仍然在调试过程中 本次课程设计让我们深入理解了之前学习的单片机 数字电路以及 C 语言 编程等知识 也充分锻炼了我们的能力 包括查阅资料的能力 学习芯片的能 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 22 力 动手动脑的能力 更重要的是课程设计锻炼了我们的毅力 一次一次来往 于电子市场购买很更换材料 一点一点焊接硬件 一行一行编写和修改程序代 码 这些都让我们养成了坚持不懈的精神 这次课程设计使我们受益匪浅 在 将来的学习 生活和工作中 这些知识 能力和精神将伴随我们面对更大的挑 战 完成更艰巨的任务 实现人生的成功 在此要感谢指导老师张秀平对我们的悉心指导 更要感谢张老师在我们遇 到挫折时对我们的鼓励和帮助 参考文献参考文献 1 马潮 AVR 单片机嵌入式系统原理与应用实践 M 北京航空航天大学 出版社 2007 2 张友德 赵志英 涂时亮等 单片微型机原理 应用与实验 第五版 M 复旦大学出版社 2008 3 康华光 电子技术基础模拟部分 第五版 M 高等教育出版社 2006 4 康华光 电子技术基础数字部分 第五版 M 高等教育出版社 2006 5 On Elelctronics Co Ltd Po188 光照传感器中文资料 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 23 6 ATmel 公司 Atmega16L 中文资料 7 讯通科技 nRF24L01 中文资料 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 24 附附 录录 1 器件清单器件清单 器件名称使用个数 ATMEL mega16 单片机2 单片机插槽2 8M 晶振2 nRF24L01 无线发送接收模块2 发光二极管4 103uF 陶瓷电容4 30uF 陶瓷电容4 10uF 电解电容 4 100uF 电解电容2 1k 电阻 8 500 电阻 10 1117 变压芯片2 4 脚开关2 105uF 陶瓷电容 2 1602 液晶屏1 503 变阻器1 排针若干 排线若干 导线若干 二 工具清单二 工具清单 1 镊子 2 老虎钳 3 螺丝刀 4 电烙铁 5 万用表 6 数据下载线 河海大学本科课程设计报告河海大学本科课程设计报告 25 三 实物图三 实物图 四 程序代码四 程序代码 1 发送端 发送端 include includes h asm equ lcd port 0 x1B PORTA endasm include include include include NRF24L01 h define ON 0 define OFF 1 define LIGHT PIND 4 define ADC VREF TYPE 0 x40 const unsigned char table unsigned char data 5 uchar test temp unsigned int read adc unsigned char adc input float adc data ADMUX adc input ADC VREF TYPE delay us 10 ADCSRA 0X40 while ADCSRA ADCSRA 0X10 adc data ADCL adc data adc data ADCH 256 adc data adc data 2560 0 1024 0 1000 0 adc data adc data 330 0 1000 if adc data 2 0 adc data 800 0 adc data 2 0 666 7 if adc data 1 5 if adc data 0 5 adc data adc data 200 0 adc data adc data 10 0 return adc data void Device init void 进入发送模式 SPI MasterInit Clear rx Clear tx TX Mode 发送模式 void PORT init void DDRA 0 xFE PORTA 0 xFE PORTB 0XFF DDRB 0XBF DDRD 0 xDF PORTD 0 xFF void main void unsigned int adc i ad 6 ACSR 0 x80 SFIOR 0 x00 PORT init ADMUX ADC VREF TYPE ADCSRA 0X86 Init NRF24L01 Device init TX Mode 发送模式 while 1 Place your code here adc read adc 0 for i 0 i 5 i ad 4 i adc 10 adc adc 10 数据处理 data 0 table ad 0 data 1 table ad 1 data 2 table ad 2 data 3 table ad 3 data 4 table ad 4 write tx palyoad data 5 delay ms 1000 PORTD 5 OFF test temp Read StatusByte STATUS if test temp Clear rx write register onebyte STATUS