带存储功能的数码调频发射机设计

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

。前言1

1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............................13

6结论.......................................16

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

P1.O匚Z)VCC

传感器使用DHT11,1602液晶显示、nRF24L01P1.1C□PO.O(ADO)

P1.2匚Z]PO.1(AD1)

P1.3匚□PO.2(AD2)

等元件组成。P1.4匚ZJPO.3(AD3)

(MOSI)P1.5匚ZJPO.4(AD4)

(MISO)P1.6匚Z)PO.5(AD5)

1.1.1AT89C52单片机(SCK)P1.7CDPO.6(AD6)

RST匚Z)PO.7(AD7)

AT89c52具有如下特点:40个引脚，8k(RXD)P3.OCZ)EAA/PP

(TXD)P3.1匚Z)ALE/PROG

(INTO)P3.2CZ)PSEN

BytesFlash片内程序存储器，256bytes(IKT1)P3.3匚Z)P2.7(A15)

(TO)P3.4匚0P2.6(A14)

的随机存取数据存储器（RAM）,32个外部双(T1)P3.5匚ZJP2.5(A13)

(WR)P3.6匚­JP2.4(A12)

(RD)P3.7匚Z)P2.3(A11)

向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2XTAL2IZ)P2.2(A1O)

XTAL1匚ZJP2.1(A9)

层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数GNDU二)P2.O(A8)

器，2•个全双工串行通信口，看门狗（WDT）图l-lAT89C51引脚图

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⑵。

引脚图如图1T所示。

1.1.2LCD1602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。LCD1G02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二H,E二H输出DO—D7

写指令RS=L,R/W二L,DO—D7指令码，E二高脉冲

读数据RS=H,R/W二H,E=H输出DO—D7数据

写数据RS=H,R/W=L,D0—D7数据，E二高脉冲

■■

序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0

1清显示00000000°1

♦2光标返回000000001*

3置输入模式00000001IDS

4显示开/关控制0000001DcB

5光标或字符移位000001SCRL**

'6置功能00001DLNF**

7置字符发生存贮器地址000]字符发生存伫器地址

8置数提存贮器地址001显示数据存贮器地址

9读忙标志或地址01BF计数器地址

10写数到CGRAM或DDR.AM)10要写的数据内容

读出的数据内容|

11从CGRAM或DDRAM读数11

・___________■■

1.1.3DHT11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0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DHTH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：

1VDD供电3.5-5.5VDC

2DATA串行数据，单总线

4GND接地，电源负余

3NC空脚

nRF24L012.4GHz射频收发芯片

1.1.4nRF24L01的概述

nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz也界通用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-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA;接收时，工作电流只

有12.3mA,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0SI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1Mb/s或2Mb/s;

SPT速率为0Mb/s〜10Mb/s;

125个频道：

与其他nRF24系列射频器件相兼容；

QFN20引脚4mmX4mm封装；

供电电压为1.9V-3.6Vo

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,M0S1,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1.8V;

ANT1,ANT2：天线接口；

1REF参考电流输入_

\VDDVSSIKII

20]\J9]|J8]|j7][J6

(T15VDI

nRE24L01

<SN14

QFN204x4

ANf

S<K13

M(>SI12ANI

MISO5\DI)

dE回回回

IRQVIH)VSSX<,2XCI

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

DHTH,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2—1所示

U1VCC

PH)14()T

PIOVCC

P112^39

PHP00

P12338

rD1Z0rlDlC11

P13437

rn1J1prnVo2

PI4536

P14P03

PI5635

rn1।□cEnny—i

P16734

r1om

P17833

P17P06

RST9

REST_M7

P3010

rJUr.A.'Vrl

P311130l、(C

P31ALE,PROG

P321229

P32PSEN

P33I3n*>7~~P27

P3414D74DIA27P26

P3515DMDOC26P25

P36I625P24

1JO1

P37I724P23

P37P23

X21823P22

XTAI.2P22

XI1922P2)

XTAL1P21

2021P20

GND1*20

AT89S52

GND

图2—1基本系统仿真图

2.2扩展仿真图

单片机

U2VCC

40

PIOvcc

39

PllPOO

P12338

P12P01

P13437

P13P02

536

P14P03

P15635

P15P04

P16734

P16P05

P178r>i*733

rl/IUO

RST932

REST_P07

CE10P30EA?VPP31|vr,c

CSNII30I'CC

P3IALETOOG

MTSOr79

i.JZimN

IRQ1328P27

P33P27

MOSI1427P26

I'jqrZO

■SCK15DOC26P25

rJJr

1625

rDJIOADO4

1724

P37P23

X21823

XTAL2P22

XI1922

XTAL1P21

2021P20

」GNDP20

—STC89C52

无线模块

P2+3V3

15T

1CECSN

26

—SCK.MOSI

37

MISOIRQ

48

24L0I

具体的扩展仿真图具体见图2-2所示。

图2-2扩展仿真图

2.3实物照片

具体的实物照片如图2—3所示。

图2—3实物照片

3程序流程图

图24程序

.

技二n流程至

■

4主要程序源代码

#include<reg51.h>

#include<intrins.h>〃包含_nop_()

#include<stdio.h>

#include<absacc.h>

voidsenddata。〃存储数据函数

{

delay10ms();

z=(uchar)(count*2);

write_add_(m,z);

m=m+1;

if(m==5)

(

m=();

)

delay();

whi!e(K5==0);

)

voidreceivedata()〃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);

voidmain()〃主函数

{

count=40;

x24c02_init();〃初始化24C02

while(l)

(

displayO;

if(K2==0)

(

addfreqO;

)

if(K1=0)

(

decfreq();

I

if(K4==0)

(

fastadd();

)

if(K3==0)

(

fastdec();

)

if(K5==0)

senddata();

)

if(K6==0)

(

receivedata();

I

5硬件过程

5.1发送板部分

‘'''

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5.2接收板过程

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