(論文)基于stc89c52和nrf24l01籃球24秒倒計時論文最新優(yōu)秀畢業(yè)論文資料搜集嘔血奉獻

首屆電子設計大賽 A籃球24秒定時控制電路 學 校 院 系 物理與信息工程系 指導教師 基于STC89C52和NRF24L01籃球24秒倒計時 摘要：本作品以STC公司的89C52為開發(fā)平臺，通過擴展必要的外圍顯示電路和無線控制模塊，實現(xiàn)了籃球24秒倒計時牌的清零、啟動、暫停、連續(xù)的功能，當24秒遞減到零時，數(shù)碼顯示為零，同時揚聲器發(fā)出報警聲音，本設計的采用了NRF24L01無線模塊，解決了裁判和計時員因溝通不暢可能造成的計時問題，是一款貼近實際生活，解決實際問題的設計。 關鍵詞：單片機 STC 89c51 NRF24L01 無線控制 24秒倒計時 Based on the STC89C52 and NRF24L01 basketball24 seconds countdown Abstract: This works by STC 89C52 company for development platform, extended the necessary peripheral display circuit and wireless control module, basketball and 24 seconds of the countdown card, start-up, pause, cleared for functions, while 24 seconds to zero, zero, and digital display, the speaker alarm sound design adopted NRF24L01 wireless module, solved the referee and time-keeper for communication may cause problems of time, is a practical, design of solving practical problems.Keyword: STC89C52 NRF24L01 24 seconds countdown wireless（一）系統(tǒng)方案和比較1系統(tǒng)方案2方案比較（二）總體方案1.工作原理2電路原理圖（三）硬件電路設計及單元電路分析1單片機電源電路2復位電路原理圖3單片機STC89S52接口電路4無線收發(fā)電路NRF24L015發(fā)送控制端的按鍵和數(shù)碼管及其驅(qū)動電路6接收顯示端的大數(shù)碼管驅(qū)動電路（四）軟件設計（五）系統(tǒng)測試附錄附1參考文獻：附2電路原理圖及PCB 2.1發(fā)射端原理圖2.2接收端原理圖2.3發(fā)射端PCB2.4接收端PCB附3程序清單3.1發(fā)射端源代碼3.2接收端源代碼（一）系統(tǒng)方案和比較1系統(tǒng)方案 方案一：采用555作為振蕩電路，由74LS192、74LS48和七段共陰數(shù)碼管構成計時電路，電路由秒脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、譯碼器、顯示電路、報警電路和輔助控制電路組成。方案二：采用altera公司的cycloneIIEP2C5T114 FPGA芯片作為處理器和控制器，通過擴展顯示電路和無線控制控制電路來實現(xiàn)題目要求。方案三：以STC89S52作為核心，通過軟件和硬件結合的方法構成計時電路、譯碼器、顯示電路、報警電路、控制電路，并結合NRF24L01無線模塊實現(xiàn)無線控制的要求。2方案比較通過比較以上三種方案，方案一成本最低，但元件數(shù)量多，無法擴展難；方案二使用元件最少，但成本較高，做PCB的器材一時難以購齊；方案三使用元件較少，成本較低，能通過簡單擴展實現(xiàn)要求的全部功能，并能很好的實現(xiàn)與無線模塊的銜接，技術資料豐富。綜合以上分析，本設計采用方案三來實現(xiàn)。（二）總體方案1.工作原理以STC89S52作為核心芯片，通過軟件編程和外圍擴展結合的方法構成計時電路、譯碼器、顯示電路、報警電路、控制電路，并結合NRF24L01無線模塊實現(xiàn)無線控制的要求。2電路原理圖12M晶振脈沖遞減到零時報警數(shù)碼管顯示大數(shù)碼管 顯示12M晶振脈沖電源NRF24L01無線模塊NRF24L01無線模塊STC89S52單片機STC89S52單片機電源控制按鍵 發(fā)送控制 接收顯示（三）硬件電路設計及單元電路分析1單片機電源電路負責將外部電源通過7805穩(wěn)壓后交給負載電路，并提供電源總開關及電源指示燈，當外部電源接通且S2閉合時發(fā)光二極管D1發(fā)光，指示“有電”。2復位電路原理圖 其中RST接STC89S52的第9腳，當S1按下時系統(tǒng)復位，但數(shù)據(jù)不丟失。3單片機STC89S52接口電路 Y1為外接12M晶振 4無線收發(fā)電路NRF24L01 5發(fā)送控制端的按鍵和數(shù)碼管及其驅(qū)動電路 R1R8為上拉電阻。6接收顯示端的大數(shù)碼管驅(qū)動電路（四）軟件設計主控制芯片為STC89S52,無線收發(fā)由NRF24L01實現(xiàn),由于處理器速度較快,所以采用c語言編程方便簡單.軟件流程圖如下：模塊初始化（數(shù)碼管顯示24）開始顯示00啟動？是清零？示數(shù)為0？開始倒計時（數(shù)碼管示數(shù)遞減）是否示數(shù)保持顯示00，警告聲響起是是恢復？ 否顯示24否暫停？是否否（五）系統(tǒng)測試考慮到該設計的實際應用，何其特點主要針對其遙控距離和延時進行了測試，數(shù)據(jù)如下：傳輸半徑（m）延時(s)有障礙物8100.02無障礙物300.02結果分析：障礙物的存在會對本設計的傳輸距離造成一定影響，但考慮到其實際應用即便是810米的傳輸半徑也是足以滿足需要的，而0.02秒的延時主要來源于無線模塊的反應延時，對實際應用影響不大。由于系統(tǒng)架構設計合理，功能電路實現(xiàn)較好，系統(tǒng)性能優(yōu)良、穩(wěn)定，較好地達到了題目要求的各項指標，并擴展了無線控制功能，使得設計使用更加方便，更有實際應用前景。（六）總結這次競賽鍛煉了我們的動手能力，激發(fā)了我們的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了我們勇于面對困難克服困難的堅強意志和不懈的精神，使我們又一次體味到團隊的力量和合作的重要性;更重要的是使我們深深的體會到理論結合實際的重要性，體會到知識的海洋是無窮無盡，激發(fā)我們?nèi)プ非?。總之，我們喜歡電子設計競賽，感謝濟寧學院團委、教務處、物理與信息工程系、電子應用研究所的各位老師給了我們這次鍛煉的機會。 2009年12月10日附錄附1參考文獻：信號與系統(tǒng)，ALAN V.OPPENHEIM著，西安：西安交通大學出版社，1997年；模擬電子線路基礎，吳運昌著，廣州：華南理工大學出版社，2004年；數(shù)字電子技術基礎，閻石著，北京：高等教育出版社，1997年；數(shù)據(jù)結構與算法，張曉麗等著，北京：機械工業(yè)出版社，2002年；單片機原理及應用，李建忠著，西安：西安電子科技大學，2002年； 附2電路原理圖及PCB 2.1發(fā)射端原理圖2.2接收端原理圖2.3發(fā)射端PCB2.4接收端PCB附3程序清單3.1發(fā)射端源代碼#include #include /*倒計時*#define uuint unsigned int#define uuchar unsigned charchar miao,pmiao;uuchar msw,mgw,pmsw,pmgw;uuchar count,clear,stop_contin,start;uuchar flag=1,flag1=0,beepbj,startbj=0;sbit key_clear=P20;sbit key_stop_contin=P21;sbit key_start=P22;/sbit key_pmiao=P23;sbit we1=P24;sbit we2=P25;sbit we3=P26;sbit we4=P27;sbit beep=P30;uuchar code tabledu=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void delay1(uuint z);void init();void display();void keyscan();/*/void daojishi()/函數(shù)keyscan();msw=miao/10;mgw=miao%10;pmsw=pmiao/10;pmgw=pmiao%10; display();if(startbj=1 & miao=0)TR0=0;startbj=0;/*/void delay1(uuint z)/延時函數(shù)uuint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=100;y0;y-);/*/void init()/預處理函數(shù)miao=24;pmiao=99;TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256;TMOD=0x01;EA=1;ET0=1;TR0=0;/*/void timer0() interrupt 1/定時器0TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256;count+;if(count=10)count=0;pmiao-;if(pmiao=-1)pmiao=99;miao-;if(miao=-1)miao=24;if(miao=0 & beepbj=1)beep=0;beepbj=0;/*/void display()/顯示函數(shù) P0=tabledupmsw; we3=0; delay1(2); we3=1; P0=tabledupmgw; we4=0; delay1(2); we4=1; P0=tabledumsw; we1=0; delay1(2); we1=1; P0=tabledumgw; we2=0; delay1(2); we2=1;/*/void keyscan()if(start=1)/啟動start=0;flag+; if(flag=1)pmiao=99;miao=24;TR0=0;flag1=0;beep=1;if(flag=2)beepbj=1;TR0=1;flag=0;startbj=1;flag1=0;if(stop_contin=1 & miao!=0)/暫停/繼續(xù)stop_contin=0;flag1+;if(flag1=1)TR0=0;if(flag1=2)TR0=1;flag1=0;if(clear=1)/清零clear=0;TR0=0;pmiao=0;miao=0;beep=1;flag=0;flag1=0;/*typedef unsigned char uchar;typedef unsigned char uint;/*NRF24L01端口定義*sbit MISO=P13;sbit MOSI=P14;sbitSCK =P12;sbitCE =P11;sbitCSN=P32;sbitIRQ=P33;/*NRF24L01*#define TX_ADR_WIDTH 5 / 5 uints TX address width#define RX_ADR_WIDTH 5 / 5 uints RX address width#define TX_PLOAD_WIDTH 20 / 20 uints TX payload#define RX_PLOAD_WIDTH 20 / 20 uints TX payloaduint const TX_ADDRESSTX_ADR_WIDTH= 0x34,0x43,0x10,0x10,0x01;/本地地址uint const RX_ADDRESSRX_ADR_WIDTH= 0x34,0x43,0x10,0x10,0x01;/接收地址/*NRF24L01寄存器指令*#define READ_REG 0x00 / 讀寄存器指令#define WRITE_REG 0x20 / 寫寄存器指令#define RD_RX_PLOAD 0x61 / 讀取接收數(shù)據(jù)指令#define WR_TX_PLOAD 0xA0 / 寫待發(fā)數(shù)據(jù)指令#define FLUSH_TX 0xE1 / 沖洗發(fā)送 FIFO指令#define FLUSH_RX 0xE2 / 沖洗接收 FIFO指令#define REUSE_TX_PL 0xE3 / 定義重復裝載數(shù)據(jù)指令#define NOP 0xFF / 保留/*SPI(nRF24L01)寄存器地址*#define CONFIG 0x00 / 配置收發(fā)狀態(tài)，CRC校驗模式以及收發(fā)狀態(tài)響應方式#define EN_AA 0x01 / 自動應答功能設置#define EN_RXADDR 0x02 / 可用信道設置#define SETUP_AW 0x03 / 收發(fā)地址寬度設置#define SETUP_RETR 0x04 / 自動重發(fā)功能設置#define RF_CH 0x05 / 工作頻率設置#define RF_SETUP 0x06 / 發(fā)射速率、功耗功能設置#define STATUS 0x07 / 狀態(tài)寄存器#define OBSERVE_TX 0x08 / 發(fā)送監(jiān)測功能#define CD 0x09 / 地址檢測 #define RX_ADDR_P0 0x0A / 頻道0接收數(shù)據(jù)地址#define RX_ADDR_P1 0x0B / 頻道1接收數(shù)據(jù)地址#define RX_ADDR_P2 0x0C / 頻道2接收數(shù)據(jù)地址#define RX_ADDR_P3 0x0D / 頻道3接收數(shù)據(jù)地址#define RX_ADDR_P4 0x0E / 頻道4接收數(shù)據(jù)地址#define RX_ADDR_P5 0x0F / 頻道5接收數(shù)據(jù)地址#define TX_ADDR 0x10 / 發(fā)送地址寄存器#define RX_PW_P0 0x11 / 接收頻道0接收數(shù)據(jù)長度#define RX_PW_P1 0x12 / 接收頻道0接收數(shù)據(jù)長度#define RX_PW_P2 0x13 / 接收頻道0接收數(shù)據(jù)長度#define RX_PW_P3 0x14 / 接收頻道0接收數(shù)據(jù)長度#define RX_PW_P4 0x15 / 接收頻道0接收數(shù)據(jù)長度#define RX_PW_P5 0x16 / 接收頻道0接收數(shù)據(jù)長度#define FIFO_STATUS 0x17 / FIFO棧入棧出狀態(tài)寄存器設置/*/*長延時*void Delay(unsigned int s)unsigned int i;for(i=0; is; i+);for(i=0; i0;n-)_nop_();/*void Delay(unsigned int s);void inerDelay_us(unsigned char n);void init_NRF24L01(void);uint SPI_RW(uint uchar);uchar SPI_Read(uchar reg);void SetRX_Mode(void);uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf);void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf);/*/*NRF24L01初始化/*/void init_NRF24L01(void)init(); inerDelay_us(100); CE=0; / chip enable CSN=1; / Spi disable SCK=0; SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); / 寫本地地址SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); / 寫接收端地址SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); / 頻道0自動ACK應答允許SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); / 允許接收地址只有頻道0，如果需要多頻道可以參考Page21 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0); / 設置信道工作為2.4GHZ，收發(fā)必須一致SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); /設置接收數(shù)據(jù)長度，本次設置為32字節(jié)SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); /設置發(fā)射速率為1MHZ，發(fā)射功率為最大值0dB/*/*函數(shù)：uint SPI_RW(uint uchar)/*功能：NRF24L01的SPI寫時序/*/uint SPI_RW(uint uchar)uint bit_ctr; for(bit_ctr=0;bit_ctr8;bit_ctr+) / output 8-bit MOSI = (uchar & 0x80); / output uchar, MSB to MOSIuchar = (uchar 1); / shift next bit into MSB.SCK = 1; / Set SCK high.uchar |= MISO; / capture current MISO bitSCK = 0; / .then set SCK low again return(uchar); / return read uchar/*/*函數(shù)：uchar SPI_Read(uchar reg)/*功能：NRF24L01的SPI時序/*/uchar SPI_Read(uchar reg)uchar reg_val;CSN = 0; / CSN low, initialize SPI communication.SPI_RW(reg); / Select register to read from.reg_val = SPI_RW(0); / .then read registervalueCSN = 1; / CSN high, terminate SPI communicationreturn(reg_val); / return register value/*/*功能：NRF24L01讀寫寄存器函數(shù)/*/uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)uint status;CSN = 0; / CSN low, init SPI transactionstatus = SPI_RW(reg); / select registerSPI_RW(value); / .and write value to it.CSN = 1; / CSN high againreturn(status); / return nRF24L01 status uchar/*/*函數(shù)：uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)/*功能: 用于讀數(shù)據(jù)，reg：為寄存器地址，pBuf：為待讀出數(shù)據(jù)地址，uchars：讀出數(shù)據(jù)的個數(shù)/*/uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)uint status,uchar_ctr;CSN = 0; / Set CSN low, init SPI tranactionstatus = SPI_RW(reg); / Select register to write to and read status ucharfor(uchar_ctr=0;uchar_ctruchars;uchar_ctr+)pBufuchar_ctr = SPI_RW(0); / CSN = 1; return(status); / return nRF24L01 status uchar/*/*函數(shù)：uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)/*功能: 用于寫數(shù)據(jù)：為寄存器地址，pBuf：為待寫入數(shù)據(jù)地址，uchars：寫入數(shù)據(jù)的個數(shù)/*/uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)uint status,uchar_ctr;CSN = 0; /SPI使能 status = SPI_RW(reg); for(uchar_ctr=0; uchar_ctruchars; uchar_ctr+) /SPI_RW(*pBuf+);CSN = 1; /關閉SPIreturn(status); / /*/*函數(shù)：void SetRX_Mode(void)/*功能：數(shù)據(jù)接收配置 /*/void SetRX_Mode(void)CE=0;SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); / IRQ收發(fā)完成中斷響應，16位CRC，主接收CE = 1; inerDelay_us(130);/*/*函數(shù)：unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)/*功能：數(shù)據(jù)讀取后放如rx_buf接收緩沖區(qū)中/*/unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf) unsigned char revale=0;sta=SPI_Read(STATUS);/ 讀取狀態(tài)寄存其來判斷數(shù)據(jù)接收狀況if(RX_DR)/ 判斷是否接收到數(shù)據(jù) CE = 0; /SPI使能SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);/ read receive payload from RX_FIFO bufferrevale =1;/讀取數(shù)據(jù)完成標志SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta); /接收到數(shù)據(jù)后RX_DR,TX_DS,MAX_PT都置高為1，通過寫1來清楚中斷標志return revale;/*/*函數(shù)：void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)/*功能：發(fā)送 tx_buf中數(shù)據(jù)/*/void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)CE=0;/StandBy I模式SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); / 裝載接收端地址SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH); / 裝載數(shù)據(jù)SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); / IRQ收發(fā)完成中斷響應，16位CRC，主發(fā)送CE=1; /置高CE，激發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送inerDelay_us(10);/*主函數(shù)*void main(void)unsigned char TxBuf20=0;unsigned char RxBuf20=0; init_NRF24L01();while(1) if(key_start=0 ) delay1(20);if(key_start=0 ) while(!key_start); start=1; TxBuf1 = 1 ;/先發(fā)地址和指令nRF24L01_TxPacket(TxBuf);/ Transmit Tx buffer dataTxBuf1 = 0x00;Delay(1000); if(key_stop_contin=0 ) delay1(20);if(key_stop_contin=0 ) while(!key_stop_contin); stop_contin=1; TxBuf2 = 0x02 ;/先發(fā)地址和指令nRF24L01_TxPacket(TxBuf);/ Transmit Tx buffer dataTxBuf2 = 0x00;Delay(1000); if(key_clear=0 ) delay1(20);if(key_clear=0) while(!key_clear); clear=1; TxBuf3 = 0x03 ;/先發(fā)地址和指令nRF24L01_TxPacket(TxBuf);/ Transmit Tx buffer dataTxBuf3 = 0x00;Delay(1000); daojishi();SetRX_Mode();/進入接收狀態(tài)nRF24L01_RxPacket(RxBuf);RxBuf1=0;RxBuf2=0;RxBuf3=0;3.2接收端源代碼#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charchar miao;uchar msw,mgw;uchar count;uchar flag=1,flag1=0,beepbj,startbj=0;sbit key_clear=P20;sbit key_stop=P21;sbit key_start=P