基于單片機(jī)溫濕度分析遙控開關(guān)門窗系統(tǒng)

1、摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人民對于生活質(zhì)量的要求越來越高。同時(shí)，科技的進(jìn)步也帶動(dòng)了智能家居的大力發(fā)展。目前，人們?yōu)榱烁纳剖覂?nèi)環(huán)境以及安全，已經(jīng)研究出來了很多智能的家具。例如空調(diào)、智能溫度器、室內(nèi)凈化器、防盜報(bào)警門窗等一系列改善人民生活條件的高科技產(chǎn)品。但是這些智能家具只有少數(shù)人群使用，普及率并不高，主要的原因是因?yàn)楝F(xiàn)在的智能家具還比較昂貴。針對這一現(xiàn)狀，根據(jù)人民生活需求以及國內(nèi)現(xiàn)狀，提出了設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的智能控制系統(tǒng)，以優(yōu)化各種參數(shù)的測量方案。此系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)溫度、濕度的測量，能夠自動(dòng)、準(zhǔn)確的檢測環(huán)境空氣溫度、濕度等各種參數(shù),并將檢測數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換、I/O讀取并存儲(chǔ)后，送到單片機(jī)（

2、AT89S52）進(jìn)行處理。溫濕度值實(shí)時(shí)無線發(fā)射傳送給接收模塊以及上位機(jī)，接收模塊根據(jù)溫濕度值來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)窗戶的開關(guān)。而上位機(jī)可以實(shí)時(shí)顯示溫濕度的值，并且可以設(shè)定溫濕度上限值和實(shí)現(xiàn)對模型窗的直接開關(guān)。當(dāng)前環(huán)境參數(shù)以及對于模型窗的控制狀態(tài)送到液晶模塊顯示，實(shí)現(xiàn)智能窗的智能控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)還支持遙控設(shè)置溫濕度上限值和直接開關(guān)窗等功能，為用戶提供良好控制界面，便于人們智能化和手動(dòng)控制。通過調(diào)試證明，本課題所選方案可行。智能窗的人性化設(shè)計(jì)，給人們帶來了極大的方便和舒適。因此，設(shè)計(jì)智能窗系統(tǒng)是很有必要的。關(guān)鍵詞：溫度測量；濕度檢測；智能窗 AbstractWiththerapid develo

3、pmentofscience and technology, People are higher and higher to their living level of demand. Meanwhile, theintelligent household is vigorously growing in pace of the development of technology. At present, people in order to improve the indoor environment and safety, they were already developed many

4、intelligent furniture. Such as air conditioning, intelligent temperature device, indoor purifier, anti-theft alarm door and so on a series of improving peoples living conditions of high-tech products. But these intelligent furniture only a few people use, penetration rate is not high. This is becaus

5、e intelligent furniture is still expensive. According to this phenomenon, peoples living needs and the domestic present situation, proposed the design a kind of intelligent control system based on single chip, optimizing parameter measurement solutions. This system mainly realize temperature, humidi

6、ty measurement, precision detection circuit, can automatic, accurate testing environment air temperature and humidity various parameters, and will test data through the A/D transformation, I/O read and storage, sent to processor (AT89S52) for processing. The values of temperature and humidityaresent

7、 tothe receiver moduleandthe host computerby wireless transmitter inReal-time,thereceiver modulebased onthe temperature and humidity valuestocontrol the motor rotation, thusit will open or close thewindow.Host computerdisplaytemperature and humidity values in real-time,and can set the upper limit of

8、 the temperature and humidity and it can directly control the model window. The current environment for the model parameters and the window of control to LCD module, intelligent display window of intelligent control system. This system also support the keys set temperature and humidity , directly co

9、ntrol the window, and other functions, to provide users with good control interface, convenience in intelligent and manual control. After debugging, it provedthat it is all right about the program of the subject. The user-friendly design of intelligent windows bringsgreat convenienceand comfort to p

10、eople.Therefore,thedesign of intelligentwindowsystem is very necessary.Key words: Temperature measurement; humidity detection; intelligent window.目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc324725341 引言 PAGEREF _Toc324725341 h 1 HYPERLINK l _Toc324725342 1 系統(tǒng)的主要內(nèi)容和工作原理 PAGEREF _Toc324725342 h 2 HYPERLINK l

11、_Toc324725343 1.1 系統(tǒng)的主要內(nèi)容及要求 PAGEREF _Toc324725343 h 2 HYPERLINK l _Toc324725344 1.2 系統(tǒng)工作原理 PAGEREF _Toc324725344 h 2 HYPERLINK l _Toc324725345 2 系統(tǒng)總體方案論證 PAGEREF _Toc324725345 h 2 HYPERLINK l _Toc324725346 2.1 溫度傳感器 PAGEREF _Toc324725346 h 2 HYPERLINK l _Toc324725347 2.2 濕度傳感器 PAGEREF _Toc324725347

12、 h 2 HYPERLINK l _Toc324725348 2.3 AD采集元器件 PAGEREF _Toc324725348 h 3 HYPERLINK l _Toc324725349 2.4 顯示器件 PAGEREF _Toc324725349 h 3 HYPERLINK l _Toc324725350 2.5 無線收發(fā)模塊 PAGEREF _Toc324725350 h 3 HYPERLINK l _Toc324725351 2.6 電機(jī)選擇 PAGEREF _Toc324725351 h 4 HYPERLINK l _Toc324725352 2.7 CPU的選擇 PAGEREF _

13、Toc324725352 h 4 HYPERLINK l _Toc324725353 2.8 方案總結(jié) PAGEREF _Toc324725353 h 4 HYPERLINK l _Toc324725354 3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725354 h 5 HYPERLINK l _Toc324725355 3.1 溫度采集電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725355 h 5 HYPERLINK l _Toc324725356 3.2 ADC0809 PAGEREF _Toc324725356 h 7 HYPERLINK l _Toc324725357 3.

14、3 相對濕度電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725357 h 9 HYPERLINK l _Toc324725358 3.3.1相對濕度檢測電路的原理及結(jié)構(gòu)圖 PAGEREF _Toc324725358 h 9 HYPERLINK l _Toc324725359 3.3.2濕敏電阻傳感器測量編程構(gòu)思 PAGEREF _Toc324725359 h 11 HYPERLINK l _Toc324725360 3.4 處理器模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725360 h 11 HYPERLINK l _Toc324725361 3.5 液晶顯示模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _To

15、c324725361 h 12 HYPERLINK l _Toc324725362 3.5.1單片機(jī)與1602連接電路 PAGEREF _Toc324725362 h 12 HYPERLINK l _Toc324725363 3.5.2引腳功能說明 PAGEREF _Toc324725363 h 12 HYPERLINK l _Toc324725364 3.5.3 1602LCD的指令說明及時(shí)序 PAGEREF _Toc324725364 h 13 HYPERLINK l _Toc324725365 3.6 無線收發(fā)模塊 PAGEREF _Toc324725365 h 14 HYPERLINK

16、 l _Toc324725366 3.7 串口通信 PAGEREF _Toc324725366 h 16 HYPERLINK l _Toc324725367 3.8 下載口 PAGEREF _Toc324725367 h 17 HYPERLINK l _Toc324725368 3.9 紅外接收頭電路 PAGEREF _Toc324725368 h 18 HYPERLINK l _Toc324725369 3.10電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及模擬窗戶的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725369 h 19 HYPERLINK l _Toc324725370 3.11微型模擬窗的設(shè)計(jì) PAGEREF _

17、Toc324725370 h 20 HYPERLINK l _Toc324725371 4 軟件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc324725371 h 21 HYPERLINK l _Toc324725372 4.1 溫度的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725372 h 21 HYPERLINK l _Toc324725373 4.2 濕度的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725373 h 22 HYPERLINK l _Toc324725374 4.3 按鍵功能的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725374 h 23 HYPERLINK l _Toc32472

18、5375 4.4 電機(jī)的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725375 h 25 HYPERLINK l _Toc324725376 4.5 串口的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324725376 h 26 HYPERLINK l _Toc324725377 5 軟件硬件電路調(diào)試 PAGEREF _Toc324725377 h 27 HYPERLINK l _Toc324725378 6 總結(jié) PAGEREF _Toc324725378 h 29 HYPERLINK l _Toc324725379 謝 辭 PAGEREF _Toc324725379 h 31 HYPERLINK l

19、_Toc324725380 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc324725380 h 32 HYPERLINK l _Toc324725381 附 錄 PAGEREF _Toc324725381 h 33 HYPERLINK l _Toc324725382 附錄一：系統(tǒng)發(fā)送模塊原理圖 PAGEREF _Toc324725382 h 33 HYPERLINK l _Toc324725383 附錄二：系統(tǒng)接收模塊原理圖 PAGEREF _Toc324725383 h 34 HYPERLINK l _Toc324725384 附錄三：系統(tǒng)發(fā)送模塊PCB圖 PAGEREF _Toc324725384

20、h 35 HYPERLINK l _Toc324725385 附錄四：系統(tǒng)接收模塊PCB圖 PAGEREF _Toc324725385 h 36 HYPERLINK l _Toc324725386 附錄五：程序 PAGEREF _Toc324725386 h 37引言當(dāng)今社會(huì)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，生活質(zhì)量的不斷提高，人們對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天以及現(xiàn)代生活等各個(gè)方面的要求越來越高。而近年來，為了追求安全、舒適和便利的生活，人們開始著手研究智能家居智能設(shè)備。智能家居的概念已經(jīng)逐漸深入到國民的生活之中，并且不斷在影響著人們的思維。因此，很多有能力的小區(qū)、別墅用戶已經(jīng)開始安裝使

21、用智能家居系統(tǒng)，享受智能化為家居生活帶來的安全、舒適和便利。隨著電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展, 家庭中的許多電器設(shè)備如彩電、冰箱、空調(diào)等都已貼上智能化的標(biāo)簽, 為提高人們的生活質(zhì)量做出了巨大的貢獻(xiàn)。但遺憾的是, 居室的眼睛-窗戶, 卻遲遲未能跟上時(shí)代的步伐。在眾多的智能化生活小區(qū), 我們都可以發(fā)現(xiàn), 幾乎所有的窗戶管理仍然屬于原始管理方式, 與電子技術(shù)毫不沾邊, 更提不上智能化了。如果使窗戶具有一定的智能, 如下雨則自動(dòng)關(guān)、室內(nèi)有害氣體超標(biāo)則自動(dòng)開、有盜賊入內(nèi)則自動(dòng)報(bào)警等等, 這會(huì)給人們的居家生活帶來諸多方便, 從而可以進(jìn)一步提高人們的生活質(zhì)量。在這樣的前提下，引出了新的課題。設(shè)計(jì)了以AT89S52

22、 單片機(jī)為中央控制器的智能窗控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)能通過其數(shù)據(jù)檢測傳感電路不斷循環(huán)檢測室內(nèi)溫度、濕度等環(huán)境參數(shù),然后與由控制鍵盤預(yù)置的參數(shù)臨界值相比較, 從而作出開/關(guān)窗等判斷, 再結(jié)合窗狀態(tài)檢測電路所檢測到的窗狀態(tài), 發(fā)出一系列的控制命令, 完成自動(dòng)開關(guān)窗功能。人們還可通過遙控器, 直接控制窗戶的開/關(guān)，選擇所顯示參數(shù)的種類等。由于我國房地產(chǎn)行業(yè)迅速發(fā)展，從而也帶動(dòng)了我國門窗幕墻行業(yè)的迅速發(fā)展，隨著消費(fèi)者生活質(zhì)量的提高，智能化的產(chǎn)品如雨后般的春筍，正在逐步發(fā)展和壯大。而我們的智能窗就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，因此具有廣闊的市場空間和應(yīng)用前景。1 系統(tǒng)的主要內(nèi)容和工作原理1.1 系統(tǒng)的主要內(nèi)容

23、及要求通過對室內(nèi)溫濕度的分析，設(shè)計(jì)一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)門窗智能開關(guān)的系統(tǒng)。根據(jù)溫濕度傳感器采集當(dāng)時(shí)的溫濕度數(shù)據(jù)，傳送給發(fā)射機(jī)，并由自制天線發(fā)射出去。由接收機(jī)接收信息并交給單片機(jī)進(jìn)行分析處理，從而控制門窗的智能開關(guān)。具體要求如下：1. 可監(jiān)測室內(nèi)的溫濕度。2. 具有無線發(fā)射接收裝置。3. 具有液晶顯示功能。4. 可通過設(shè)計(jì)無線鍵盤模塊，對門窗的遙控，實(shí)現(xiàn)隨開隨關(guān)，并可以簡單設(shè)置一些參數(shù)。（擴(kuò)展功能）5. 具有簡單的串口通信功能（擴(kuò)展）1.2 系統(tǒng)工作原理濕度檢測電路將環(huán)境濕度脈沖信號(hào)送到微處理器AT89S52中的T1口進(jìn)行計(jì)算，處理器通過定時(shí)器控制采集時(shí)間，得到的數(shù)值根據(jù)范圍算出修正值，再折合成響應(yīng)的相

24、對濕度值，并送到數(shù)組存儲(chǔ)。溫度檢測電路是溫度傳感器輸出信號(hào)經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)理之后送給ADC0809，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，再把輸出信號(hào)送入單片機(jī)。對AD轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行處理，可以在液晶上顯示，同時(shí)數(shù)據(jù)向驅(qū)動(dòng)板及上位機(jī)傳輸。液晶主要負(fù)責(zé)顯示各種參數(shù)變化和模擬窗戶的當(dāng)前現(xiàn)狀。電機(jī)主要負(fù)責(zé)對模擬窗戶的開關(guān)旋轉(zhuǎn)停止等控制。2 系統(tǒng)總體方案論證 2.1 溫度傳感器（1）本課題設(shè)計(jì)的溫度控制范圍為-1040攝氏度，溫度傳感器采用AD590半導(dǎo)體集成溫度傳感器。AD590具有較高的精度，不需輔助電源，線性度好，使用也很方便，便于微機(jī)系統(tǒng)測控。被測溫度信號(hào)為一路由AD590測得的代表溫度的電壓信號(hào)，經(jīng)過溫度調(diào)理電路放大后使其在

25、05V的范圍內(nèi)，使其適合于A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍。（2）DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用在多種場合。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力較強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)，且節(jié)約使用I/O。因?yàn)槊恳粋€(gè)DS18B20的包含一個(gè)獨(dú)特的序號(hào)，多個(gè)ds18b20s可以同時(shí)存在于一條總線。這使得溫度傳感器可以放置在許多不同的地方。本課題硬件不是很多，反而是軟件復(fù)雜，所以溫度傳感器選用AD590，以犧牲硬件來換取超簡單的軟件編程。2.2 濕度傳感器（1）數(shù)字式溫濕度傳感器SHT11由瑞士Sensirion公司生產(chǎn)，具有I2C總線接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式相對濕度和溫度傳感器。SHTll是具有二

26、線串行接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式新型相對濕度和溫度傳感器，可用來測量相對濕度、溫度和露點(diǎn)等參數(shù)，具有數(shù)字式輸出、免調(diào)試、免標(biāo)定、免外圍電路和全互換等功能特點(diǎn)。（2）HS1101濕度傳感器，它可以全互換性，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需要再進(jìn)行校正，長期包含下快速脫濕，具有高可靠性與長時(shí)間的穩(wěn)定性，可用于線性電壓或頻率輸出回路，反應(yīng)迅速等特點(diǎn)。HS1101測量濕度的方案設(shè)計(jì)有多種多樣，測量的精度比較高，穩(wěn)定性好，雖然價(jià)格偏高，但由于電路簡單，只使用一個(gè)I/O口，控制方便。所以本次畢設(shè)選擇HS1101濕度傳感器。2.3 AD采集元器件（1）ADC0809是美國NS公司生產(chǎn)的CMOS組件，是一種有8路輸入單片模數(shù)轉(zhuǎn)換

27、器件，采用逐位逼近式AD轉(zhuǎn)換原理，它的輸人輸出接口全部是TTL電平，數(shù)據(jù)輸出口線為三態(tài)，能夠直接接到微機(jī)系統(tǒng)總線上，而無需另外加IO接口芯片。具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?，轉(zhuǎn)換時(shí)間大概為100s ，單個(gè)5V電源供電，模擬輸入電壓范圍05V，不需要零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)，工作溫度范圍為-4085攝氏度，低功耗，約為15mW。采用ADC0809作為與單片機(jī)接口電路，它的結(jié)構(gòu)比較簡單，轉(zhuǎn)換速度較高。采用ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換器具有與單片機(jī)連接簡單的優(yōu)點(diǎn)，它是八位的轉(zhuǎn)換器可以與八位的單片機(jī)直接相連，這樣就簡化了系統(tǒng)的連接電路也有利于系統(tǒng)軟件的編寫。 （2）ADC0832是美國半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通

28、道A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高，轉(zhuǎn)換時(shí)間短，與微處理器相連簡單等特點(diǎn)深受電子制作愛好者的歡迎。本次課題選用ADC0809，雖然占用了不少I/O口，但因?yàn)閷DC0809已經(jīng)很熟悉了，使用ADC0809可以減輕本次課題的設(shè)計(jì)難度。2.4 顯示器件（1）六位共陰極數(shù)碼管，采用數(shù)碼管能夠很方便編寫控制程序，價(jià)格便宜，編碼簡單等特點(diǎn)。在應(yīng)用場合要求不高，需要控制成本或者功能簡單的設(shè)計(jì)中還是得到了廣泛的使用。（2）液晶顯示1602，其原理是利用LCD1602的物理特性，通過電壓值對它的顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就能夠顯示，可以顯示出圖形。LCD1602的厚度很薄，適用于大規(guī)模集成電路直接

29、驅(qū)動(dòng)，并且易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示。且能夠讓人們非常方便就能獲取想要的顯示信息。目前，在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多的領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。本課題選用顯示的東西比較多，顯示的內(nèi)容都可以用ASCII表上字符顯示，所以選擇液晶顯示1602作為人機(jī)界面。2.5 無線收發(fā)模塊（1）CC1101無線模塊是采用TI公司的CC1101芯片制作模塊，一般工作在433M。有效頻率為：300-348Mhz, 400-464Mhz,800-928Mhz. 空曠傳輸距離300至500米. 最高的傳輸速率可達(dá)500Kbps。主要是用于無線遙控器、無線投票器、無線測溫、無線抄表、無線排隊(duì)系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)

30、采集等。（2）nRF24L01是由NORDIC出品，是工作在2.4GHz2.5GHz的ISM 頻段的單片無線收發(fā)器芯片。無線收發(fā)器主要包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型“SchockBurst”模式控制器、晶體振蕩器、功率放大器、調(diào)制器和解調(diào)器。輸出功率頻道的選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過SPI 接口進(jìn)行設(shè)置。幾乎可以連接到各種單片機(jī)，并完成無線數(shù)據(jù)傳送工作。傳輸距離100米以內(nèi)。價(jià)格相對更便宜。使用nRF24l01已經(jīng)能夠滿足本課題的要求，且價(jià)格相對便宜，故選擇NRF24l01作為發(fā)射接收模塊。2.6 電機(jī)選擇（1）直流電機(jī)調(diào)速特性好，調(diào)速方便、平滑，調(diào)速范圍廣，能承受頻繁沖擊負(fù)載，過濾能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)頻繁快

31、速、制動(dòng)以及逆向旋轉(zhuǎn)。（2）步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蛘呤蔷€位移的開環(huán)控制的步進(jìn)電機(jī)元件。在非超載狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度以及停止的位置都是由脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)決定的，而不受負(fù)載變化的影響，通過控制脈沖頻率從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，達(dá)到調(diào)速的目的。由于本次課題要求電機(jī)的力矩比較大，要求轉(zhuǎn)動(dòng)角度不是很大，所以選擇帶減速的四相步進(jìn)電機(jī)28BYJ-48。2.7 CPU的選擇（1）AT89S52是一種低功耗、高性能 HYPERLINK /view/22318.htm t _blank CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度且非易失性

32、存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令以及引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，也適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。（2）PIC16F877由Microchip公司所生產(chǎn)開發(fā)的新產(chǎn)品，屬于PICmicro系列單片機(jī)，具有Flash program程序內(nèi)存功能，可以重復(fù)燒寫程序，在教學(xué)、開發(fā)新產(chǎn)品等領(lǐng)域有很大的用途；而其內(nèi)建ICD(In Circuit Debug)功能，能夠讓使用者直接在單片機(jī)電路或產(chǎn)品上，進(jìn)行類似觀看緩存器內(nèi)容、暫停微處理器執(zhí)行等，讓使用者可以快速的

33、進(jìn)行程序除錯(cuò)與開發(fā)。（3）AVR具有超功能精簡指令集，具備灌電流能力相比51系列的強(qiáng)，片內(nèi)集成多種頻率RC振蕩器，AVR片上資源豐富，自帶PWM，RTC，E2PROM，UART，SPI，TWI，ISP，AD， WDT， Analog Comparator等，其性價(jià)比高。 智能窗控制系統(tǒng)相對來說對CPU要求不高，所需資源也不多，但是本次畢設(shè)程序比較大，在原有設(shè)計(jì)中選擇AT89S52單片機(jī)代替AT89S51，它能夠兼容AT89S51單片機(jī)。2.8方案總結(jié) 系統(tǒng)發(fā)射模塊框圖如圖2.1所示，整個(gè)智能窗系統(tǒng)發(fā)射部分主要包括溫度模塊、濕度模塊、AD采集模塊、最小系統(tǒng)、液晶模塊、上位機(jī)模塊、無線發(fā)射模塊等。

34、AD590溫度采集AT89S52電路調(diào)理NRF24l01液晶顯示AD轉(zhuǎn)換上位機(jī)HS1101濕度傳感器圖2.1 采集及發(fā)射裝置系統(tǒng)接收模塊框圖如圖2.2所示，整個(gè)智能窗系統(tǒng)接收部分主要包括無線接收模塊、紅外解碼電路、最小系統(tǒng)、液晶模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、模擬窗戶模塊等。NRF24L01AT89S52液晶顯示模塊鍵盤控制模塊紅外傳輸電機(jī)驅(qū)動(dòng)窗戶開關(guān)圖2.2 接收及控制電路3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 溫度采集電路的設(shè)計(jì)集成溫度傳感器AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的集成兩端感溫電流源。是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。AD590溫度傳感器是單片集成兩端感溫電流源，測溫范圍為55

35、150，其電源電壓可在4V6V范圍變化，能夠承受44V正向電壓和20V反向電壓，因此就算器件反接也不會(huì)被損壞。精度高，AD590在-55+150范圍內(nèi)，非線性誤差僅僅為0.3。AD590的輸出電流是以絕對溫度零度(-273)為基準(zhǔn)的，產(chǎn)生的電流與絕對溫度成正比，它有很好的線性輸出性能，溫度每增加1，其電流就相應(yīng)增加1A。因此在室內(nèi)溫度為25時(shí)，其輸出電流Iout=（273+25）=298A。AD590的接腳圖及零件符號(hào)如圖3.1所示：圖3.1 AD590的引腳圖及零件符號(hào)圖3.2 AD590連接電路如上圖3.2所示，AD590輸出端下拉一個(gè)10K的電阻，輸出Vo的值為Io乘上10K，以室內(nèi)溫度

36、25而言，輸出值為2.98V(10K298A)。輸出電壓值是模擬量，經(jīng)過差放調(diào)理之后電壓值大約是在05V的范圍內(nèi)。AD0809輸入端可以選擇接差放輸出端或者直接連接一個(gè)05V的模擬電壓，以方便調(diào)試。一級(jí)運(yùn)放為穩(wěn)定輸出電壓2.632V，二級(jí)運(yùn)放為穩(wěn)定輸出電壓，三級(jí)運(yùn)放為差放電路，對一級(jí)運(yùn)放輸出電壓求差，使電壓從0V開始。調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使二級(jí)輸出為3.132V時(shí)，三級(jí)差放輸出為5V。因此可得溫度與電壓的線性表如表3.1：表3.1 溫度與電壓關(guān)系溫度電壓-100V01V102V203V304V405V3.2 ADC0809ADC0809是由美國的一家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的，它是一個(gè)8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換

37、器。它的內(nèi)部有一個(gè)8個(gè)通道的多路開關(guān)，其中，它很據(jù)3個(gè)地址碼，可以譯碼出8個(gè)不同的信號(hào)，從而選中8個(gè)通道中的其中之一來進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是當(dāng)前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛8位通用A/D芯片。我們通過輸入模擬信號(hào)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器輸出的是8位數(shù)字信號(hào)，再輸入單片機(jī)來處理數(shù)據(jù)。ADC0809有8通道的模擬輸入，本課題只使用了其中的一路輸入。輸入端可以選擇連接運(yùn)放調(diào)理的輸出信號(hào)，也可以選擇連接一個(gè) 模擬電壓。本課題測溫范圍在-10C40C，而ADC0809的分辨率是8位，所以測溫可以精確到0.2C。ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)間取決于芯片時(shí)鐘頻率，如CLK=500kHz時(shí)，TCONV=128s。ADC0809的主要引腳如

38、圖3.3所示：（1）IN0IN78路模擬輸入，通過3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC夠成三八譯碼從而可以選通一路。（2）D7D0A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，是三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D0為最低位，D7為最高位。（3）ADDA、ADDB、ADDC模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDC為高位，ADDA為低位。（4）VR(+)、VR(-)正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi)DAC電阻網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)電壓。在單極性輸入時(shí)，VR(+)=5V，VR(-)=0V；雙極性輸入時(shí)，VR(+)、VR(-)分別接正、負(fù)極性參考電壓。（5）ALE地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效，低電平無效。當(dāng)此信號(hào)

39、有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對應(yīng)模擬通道。在使用時(shí)，該信號(hào)經(jīng)常與START信號(hào)相連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。圖3.3 ADC0809引腳圖及如單片機(jī)接法（6）STARTA/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。加于該端脈沖的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中止，而且重新從頭開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（7）EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，高電平有效。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。該信號(hào)可作為被單片機(jī)查詢的狀態(tài)信號(hào)，也可作為對CPU的中斷請求信號(hào)。在需要對某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換情況下，EOC也可

40、作為啟動(dòng)信號(hào)反饋接到START端，但在剛加電時(shí)需要由外電路第一次啟動(dòng)。（8）OE輸出允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0808/0809輸出三態(tài)門被打開，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線被讀出來。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是單片機(jī)發(fā)出的中斷請求響應(yīng)信號(hào)。ADC0809工作原理很簡單，當(dāng)通道選擇地址有效時(shí)，ALE信號(hào)一旦出現(xiàn)，地址便馬上被鎖存，這時(shí)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)緊隨ALE之后(或與ALE同時(shí))出現(xiàn)。START的上升沿將逐次逼近寄存器SAR復(fù)位，在該上升沿之后2s加8個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，EOC信號(hào)將變低電平，以指示轉(zhuǎn)換操作正在進(jìn)行，直到轉(zhuǎn)換完成后EOC再變高電平。單片機(jī)收到變?yōu)楦唠娖降腅OC信號(hào)

41、后，便立即送出OE信號(hào)，打開三態(tài)門，從而讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。模擬輸入通道選擇可以相對于轉(zhuǎn)換開始操作獨(dú)立地進(jìn)行(當(dāng)然，不能在轉(zhuǎn)換過程中進(jìn)行)，然而通常是把通道選擇和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)合起來完成的(因?yàn)锳DC0808/0809的時(shí)間特性允許這樣做)。這樣可以用一條寫指令就可以選擇模擬通道又啟動(dòng)了轉(zhuǎn)換。在與微機(jī)接口時(shí)，輸入通道的選擇可有兩種方法，一種是通過地址總線選擇，一種是通過數(shù)據(jù)總線選擇。如果用EOC信號(hào)去產(chǎn)生中斷請求，要特別注意EOC的變低相對于啟動(dòng)信號(hào)有2s+8個(gè)時(shí)鐘周期延遲，要設(shè)法使它不致產(chǎn)生虛假的中斷請求。為此，最好利用EOC上升沿產(chǎn)生中斷請求，而不是靠高電平來產(chǎn)生中斷請求。3.3 相對濕度電路的設(shè)計(jì)

42、3.3.1相對濕度檢測電路的原理及結(jié)構(gòu)圖濕度傳感器HS1101采用的結(jié)構(gòu)是專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物，它的特點(diǎn)是具有很快的響應(yīng)時(shí)間，并且其工作高可靠以及長期穩(wěn)定，在電路中不用校準(zhǔn)且具有完全互換性。濕度傳感器HS1101在電路中實(shí)際上等同于一個(gè)電容器C（pf）。（3-1）當(dāng)所測空氣的濕度增大時(shí)，其電容值也隨之而增大，在相對濕度為0%-100%RH的范圍內(nèi)，電容值由160pF變化到200pF，其誤差不超過2%RH，其響應(yīng)時(shí)間不超過5s，溫度系數(shù)僅為0.04pF/。為達(dá)到更好互換性，回路中需要把傳感器的第二腳接地。測量相對濕度的方法有兩個(gè)：線性電壓和頻率輸出回爐。下面來分析這兩種方法：傳感器振蕩電路混頻低

43、通濾波器增益放大基準(zhǔn)振蕩電路圖3.4 HS1101線性電壓電路框圖OUT（1）線性電壓法線性電壓輸出回路內(nèi)部電路方塊如圖3.4所示，它是由基準(zhǔn)振蕩器（Reference Oscillator）做為參考的信號(hào)，傳感器振蕩電路（Sensor Oscillator）做為濕度傳感器HS1101驅(qū)動(dòng)信號(hào)，它們混頻之后經(jīng)過低通濾波器（L.P.filter）濾出來有用信號(hào)再進(jìn)行增益放大最終獲得攜帶相對濕度有用信號(hào)Vout，其中Vout=Vcc*（0.00474*%RH+0.2354） （3-2）它的測量范圍在599%RH，溫度影響系數(shù)為+0.1%RH/C（1060C）。（2）頻率輸出回路法準(zhǔn)線性頻率輸出法采

44、用的是典型的555非穩(wěn)態(tài)電路，電路采用的是TLC555非穩(wěn)態(tài)電路，如圖3.5所示。HS1101做為電容變量接到TLC555的THR和TRIG兩個(gè)引腳，引腳7作串聯(lián)電阻R15和R16的短路。濕度傳感器HS1101類似可變電容，通過R12、R13與R15、R16充電到門限電壓0.67Vcc，通過R12、R13放點(diǎn)到觸發(fā)電平0.33VCC，然后R15、R16通過引腳7短路到地線。圖3.5 HS1101線性頻率電路傳感器由不同電阻電容來充放電，其工作循環(huán)描述如下： Thigh=C%RH*(R12+R13+R15+R16)*ln2 （3-3） Tlow=C%RH*(R12+R13)*ln2 （3-4）F

45、=1/(Thigh+Tlow)=1/(C%RH*(R15+R16+2*(R12+R13) （3-5） T=Thigh*F=(R12+R13)/(R15+R16+2*(R12+R13) （3-6）其中上式的Thigh是一個(gè)周期高電平，Tlow是一個(gè)周期低電平，C是HS1101在環(huán)境中的相對變化容值，RH是相對濕度，F(xiàn)是頻率值，T是周期值。為了使循環(huán)時(shí)間降低50%則與R2相比R4 應(yīng)該非常小但是不要低于最小值。電阻R14是為短路保護(hù)，其中555必須為CMOS。555電路的非平衡電阻R11是做內(nèi)部溫度補(bǔ)償，目的是為了引入溫度的效應(yīng)，使它與HS1101的溫度效應(yīng)能夠相匹配。R11必須如同所有的R-C時(shí)

46、鐘電阻的要求一樣1%的精度，最大的溫度效應(yīng)應(yīng)該小于100ppm。由于不同型號(hào)的555的內(nèi)部溫度補(bǔ)償而會(huì)有所不同，R11的值必須與特定的芯片相匹配為了保證在55%RH典型濕度值為6660Hz，R12和R13的串聯(lián)阻值也需要做稍許修正。如下表3.2： 表3.2 不同型號(hào)555修正參數(shù)555R11R12串聯(lián)R13阻值TLC555909k576KTS555100nf電容代替523k75551723k549kLMC5551238k562k頻率輸出典型參數(shù)如表3.3所示：（參考點(diǎn)6660Hz對應(yīng)55%RH，溫度25C）表3.3 頻率對應(yīng)的RH值RH0102030405060708090100Fr73517

47、2247100697668536728660064686330618660333.3.2濕敏電阻傳感器測量編程構(gòu)思本課題采用的是似線性頻率的測量方案，所測量的頻率和相對濕度值的對應(yīng)關(guān)系不是線性關(guān)系，需要分段彌補(bǔ)，從而減小誤差，也提高了測量數(shù)據(jù)的可靠性。為了得到頻率值，可以采用單片機(jī)T0定時(shí)1S鐘，T1進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)。分段彌補(bǔ)的方法為：首先把電容變化的范圍定格下來，對應(yīng)的頻率范圍設(shè)為fh和fl。然后根據(jù)頻率輸出參考表，分成10個(gè)不等份。當(dāng)所測頻率在某不等份fa與fb之間時(shí)，相對濕度值的十位填入所分不等份的份值，各位為(F-fb)*10/(fa-fb)的值。3.4 處理器模塊的設(shè)計(jì)圖3.6 單片機(jī)最

48、小系統(tǒng)原理圖AT89S52是一種低功耗、高性能的CMOS八位微處理控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，它是用ATMEL公司的技術(shù)制造出來的，此技術(shù)是密度極高且非易失性存儲(chǔ)器，與工業(yè)80C51相比，在產(chǎn)品指令以及引腳方面是完全兼容的。片上Flash允許ROM在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使其為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活解決方案。 本次課題選擇AT89S52單片機(jī)，其電路如圖3.6所示，它包括復(fù)位電路，石英晶振電路，電源指示電路（發(fā)光二極管LED），P0口接上拉電路。其中P0口也連接LCD液晶，P1口連接下載口以及無線發(fā)射模塊

49、，P2口接AD0809的輸出端，P3口用來做位控制。這是本次課題的最小系統(tǒng)電路，其主要功能是處理溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)，然后在液晶上顯示并通過無線發(fā)射模塊發(fā)射出去。單片機(jī)的I/O口的灌電流很小，約為40us，所以在一些需要驅(qū)動(dòng)能力比較大的電路中要接上拉電阻，以提高它的電流的驅(qū)動(dòng)能力。3.5 液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)3.5.1單片機(jī)與1602連接電路在日常生活中，我們對液晶顯示器并不是很陌生。液晶顯示模塊已經(jīng)作為很多電子產(chǎn)品的顯示器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表以及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，主要是顯示數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。液晶顯示1602，其原理是利用LCD1602的物理特性，通過電壓值對它的顯示

50、區(qū)域進(jìn)行控制，有電就能夠顯示，可以顯示出圖形。LCD1602的厚度很薄，適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)，并且易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示。目前，在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多的領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。其與單片機(jī)的連接圖如圖3.7所示。圖3.7 1602電路圖3.5.2引腳功能說明液晶1602采用的是標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，如表3.4所示為各引腳接口的說明。表3.4 引腳接口說明表編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能

51、信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳：VSS為地線。第2腳：VDD接的是5V的正電源。第3腳：VL是LCD1602對比度的調(diào)整端，接VCC時(shí)對比度最弱，而GND時(shí)對比度最高，若對比度過高時(shí)就會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用者可以用一個(gè)10K的滑動(dòng)電阻調(diào)整對比度。第4腳：RS是寄存器的選擇，RS為1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，為0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W是讀寫信號(hào)線，為1時(shí)進(jìn)行讀操作，為0時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W都為0時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS是為0而R/W是為1時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為1而R/W為0時(shí)則表示可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端是使能端，當(dāng)E端由

52、1跳變?yōu)?時(shí)，液晶模塊就啟動(dòng)命令。第714腳：D0D7是8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。3.5.3 1602LCD的指令說明及時(shí)序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器總共有11條控制指令，如表3.5所示：通過指令編程，可以實(shí)現(xiàn)對液晶1602的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)操作。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H的位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H的位置。指令3：光標(biāo)與顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向。為1時(shí)右移，為0時(shí)左移。S: 是否左移或者右移屏幕上所有的文字。當(dāng)為1時(shí)有效，為0則無效。指令4：控制顯示開關(guān)。 D：對整體顯

53、示開和關(guān)的控制，為1表示開顯示，為0表示關(guān)顯示。C：控制光標(biāo)開和關(guān)，為1表示有光標(biāo)，為0則無光標(biāo)。B：控制光標(biāo)是否閃爍。為1閃爍，為0則不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位。S/C：為1時(shí)移動(dòng)顯示的文字，為0時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令DL：為1時(shí)為8位總線，為0時(shí)為4位總線。N：為0時(shí)為單行的顯示，為1時(shí)為雙行顯示。F: 為0時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，為1時(shí)為顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)的地址。BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如為低電平則表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。表3

54、.5 控制命令表序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001LNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01F計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAMDDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11CGRA或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容3.6無線收發(fā)模塊nRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件,主要是工作在2.4 GHz2.5 GHz ISM頻段。內(nèi)

55、置頻率合成器、晶體振蕩器、功率放大器、調(diào)制器等功能模塊,并融合增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中通信頻道和輸出功率可以通過程序來、配置。nRF24L01功耗低,在以-6dBm功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有9mA;接收時(shí)，工作電流大概為12.3mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計(jì)相對更方便。nRF24L01主要特性如下： 1、QFN20引腳4 mm4 mm封裝； 2、供電電壓為1.9 V3.6 V； 3、125個(gè)頻道和其他nRF24系列射頻器件相兼容；4、數(shù)據(jù)傳輸率為2Mb/s或1Mb/s；5、片內(nèi)自動(dòng)生成報(bào)頭和CRC校驗(yàn)碼；6、有自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)再發(fā)射功能；7、GFSK調(diào)制，硬件

56、集成OSI鏈路層；8、SPI速率在0 Mb/s10 Mb/s；模塊管腳功能描述如表3.6所示。表3.6 NRF2401管腳功能管腳次序管腳定義功能描述1GND電源地（方形焊盤）2VIN輸入電源（3.03.3V）3CE工作模式選擇，RX或TX模式選擇4CSNSPI使能,低有效5SCKSPI時(shí)鐘6MOSISPI輸入7MISOSPI輸出8IRQ中斷輸出發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先將nRF24L01配置為發(fā)射模式：然后把接收節(jié)點(diǎn)地址TX_ADDR和有效數(shù)據(jù)TX_PLD根據(jù)時(shí)序由SPI口來寫入nRF24L01緩存區(qū)，TX_PLD應(yīng)該在CSN為低電平時(shí)不斷的寫入，而TX_ADDR在發(fā)射時(shí)寫入一次就可以了，然后CE置為

57、1并且至少保持10s，然后延遲130s后就可以發(fā)射數(shù)據(jù);若開啟了自動(dòng)應(yīng)答，那么nRF24L01在發(fā)射數(shù)據(jù)后馬上進(jìn)入到接收模式，然后接收應(yīng)答信號(hào)（自動(dòng)應(yīng)答的接收地址必須和接收的地址TX_ADDR一樣）。如收到應(yīng)答，則可以認(rèn)為這一次的通信成功了，TX_DS置高，同時(shí)TX_PLD從TXFIFO中清除;如果沒有接收到應(yīng)答信號(hào)，而自動(dòng)重發(fā)信號(hào)已開啟時(shí)，則自動(dòng)重新發(fā)射數(shù)據(jù)，如果重發(fā)的次數(shù)(ARC)達(dá)到了上限，則MAX_RT置為1，TXFIFO中數(shù)據(jù)保留以便再次重發(fā);MAX_RT或TX_DS置高時(shí)，使中斷信號(hào)IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知單片機(jī)。如果發(fā)射成功了,若CE為0則nRF24L01進(jìn)入到了空閑模式1；若

58、CE為1且有數(shù)據(jù)在發(fā)送堆棧中，則啟動(dòng)下一次發(fā)射;若CE為1且無數(shù)據(jù)在發(fā)送堆棧中，則啟動(dòng)空閑模式2。 接收數(shù)據(jù)時(shí),首先將nRF24L01配置為接收模式，接著延遲130s進(jìn)入到接收狀態(tài)等待著數(shù)據(jù)的到來。當(dāng)接收方檢測到有效的地址和CRC時(shí)，就將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在RX的FIFO中，同時(shí)中斷標(biāo)志位RX_DR置高，IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知單片機(jī)去讀取數(shù)據(jù)。而如果此時(shí)自動(dòng)應(yīng)答開啟，接收方則同時(shí)進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號(hào)。最后接收成功時(shí)，若CE變低，則nRF24L01進(jìn)入到空閑模式1。在寫寄存器之前一定要進(jìn)入待機(jī)模式或者是掉電模式。無線收發(fā)模塊引腳圖及與單片機(jī)連接如圖3.8所示：圖3.8 無線收發(fā)模塊引腳圖自動(dòng)應(yīng)答

59、（RX）： 自動(dòng)應(yīng)答功能降低了外部單片機(jī)的工作量，并且在鼠標(biāo)/鍵盤等的應(yīng)用中不強(qiáng)求硬件一定配置有SPI接口，從而減少了成本以及電流的消耗。自動(dòng)重應(yīng)答功能可以使用SPI口分別對不同的數(shù)據(jù)通道來進(jìn)行配置。 若在自動(dòng)應(yīng)答模式的情況下，當(dāng)接收到有效的數(shù)據(jù)包后，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)入發(fā)送模式并且把確認(rèn)信號(hào)發(fā)送出去。之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入到正常的工作模式（PRIM_RX位和CE引腳可以決定工作模式）。 自動(dòng)重發(fā)功能（ART）(TX)： ART功能主要是針對自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)的發(fā)送端。SETUP_RETR寄存器用于設(shè)置啟動(dòng)重發(fā)數(shù)據(jù)的時(shí)間長度。在每次發(fā)送結(jié)束后系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到接收模式并且在指定的時(shí)間范圍內(nèi)等待著應(yīng)答信號(hào)。當(dāng)

60、接收到應(yīng)答信號(hào)之后，系統(tǒng)進(jìn)入正常發(fā)送模式。如果CE腳電平為0，且沒有待發(fā)送的數(shù)據(jù)在TX FIFO 中，則系統(tǒng)將轉(zhuǎn)到待機(jī)模式I。如果沒有收到確認(rèn)信號(hào)，則系統(tǒng)返回到發(fā)送模式并重新發(fā)數(shù)據(jù)，直到接收到確認(rèn)信號(hào)或者重發(fā)次數(shù)超過了設(shè)定值。有新的數(shù)據(jù)發(fā)送或PRIM_RX 寄存器配置改變時(shí)丟包計(jì)數(shù)器復(fù)位。3.7串口通信Max232是一種把電腦串行口RS232信號(hào)電平（-10 ，+10v）轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所使用到的TTL信號(hào)電平（0 ，+5）的芯片，通常地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線就可以完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)也能夠在另一