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基于nRF24L01的无线温度监测系统设计

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土壤湿度无线检测系统的设计

土壤湿度无线检测系统的设计
本设计为一种土壤湿度无线检测系统，利用无线通信技术，消除了复杂环境对土壤湿度检测的限制，并能有效实现对土壤湿度信息的有效传输，以便于对土壤湿度实时状况的监控。本系统分为探测和监测两部分，都是以STC89C52RC为控制芯片，YL-69湿度传感器为探测端，将采集到的信息经过A/D转换后通过NRF24L01无线通信芯片实现信息的传输，同时通过继电器控制水泵开关状态；监测端接收到信息后，通过LCD显示模块和报警模块实现人机对话与报警功能。本设计的输入电源电压为5V±0.2V，检测精度为0-80%，无线传输距离为5-10m。本设计结构简单，成本低，安装方便，具有实用性、实时性、小型化的特点。
分类号
密级公开学号201508279031
本科毕业设计
设计题目：土壤湿度无线检测系统的设计
作 者：邹懿
指导教师：周润珍（讲师）
专 08日
答辩日期：2019年01月19日
学位授予单位：重庆文理学院
中国重庆
2019年1月
Graduation Thesis of Chongqing University of Arts andSciences
This design is a kind of soil humidity wireless detection system, which uses wireless communication technology to eliminate the restriction of complex environment on soil humidity detection, and can effectively realize the effective transmission of soil humidity information, so as to facilitate the monitoring of soil humidity in real time. This system is divided into two parts: detection and monitoring. STC89C52RC is used as the control chip and YL-69 humidity sensor is used as the detection end. After A/D conversion, the collected information is transmitted through NRF24L01 wireless communication chip. At the same time, the switch state of the water pump is controlled by relay. After receiving the information, the monitoring terminal realizes the man-machine dialogue and alarm functions through the LCD display module and the alarm module. The input power supply voltage of this design is 5V±0.2V, the detection accuracy is 0 - 80 %, and the wireless transmission distance is 5-10m. The design has the characteristics of simple structure, low cost, convenient installation, practicability, real-time performance and miniaturization.

基于nRF24L01无线双向通信系统设计

基于nRF24L01无线双向通信系统设计

基于nRF24L01无线双向通信系统设计丁媛媛【摘要】文章以nRF24 L01无线收发模块和AT89S51单片机为核心,设计了以nRF24L01芯片为基础进行无线双向传输的系统,主要介绍发射器和接收器软硬件结构及微控制器和无线收发芯片的应用.【期刊名称】《常州工学院学报》【年(卷),期】2012(025)005【总页数】5页(P24-27,36)【关键词】nRF24L01;无线双向通信;PCB【作者】丁媛媛【作者单位】烟台职业学院,山东烟台264670【正文语种】中文【中图分类】TN9191 无线传输模块基本工作原理［1］利用无线传输模块进行无线通信传输，通过单片机控制无线传输模块A进行发送无线信号，然后用单片机控制无线传输模块B接收无线传输模块A所发出的无线信号，从而实现一对一的无线信号传输，如图1所示。

反方向传输也是如此，无线传输模块B发出信号，无线传输模块A接收传输信号。

2 硬件电路设计系统硬件部分主要由单片机ATS89S51控制电路、nRF24L01收发模块、稳压电路、显示电路、电平转换电路组成，以下重点介绍无线收发芯片等重点控制部分的电路原理。

2.1 无线模块与主控模块无线传输模块采用nRF24L01芯片［2］，该芯片是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5 GHz－ISM频段，芯片内置晶体振荡器、功率放大器、频率合成器以及调制器等功能模块，输出功率与通信频道能够通过程序进行配备。

芯片能耗非常低，如果按照－5 dBm的功率发射，工作电流只有10.5 mA，接收时工作电流18 mA，具有多种低功率的工作模式，节能设计更加方便。

其DuoCeiv－erTM 技术［3］能够使nRF24L01使用同一天线来同时接收两个不同频道的数据。

nRF24L01适用于多种无线通信的场合，如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等，应用范围非常广。

nRF24L01工作原理图如图2所示。

图2 nRF24L01工作原理图主控制电路主要由AT89S51单片机芯片［4］、复位电路及外设晶振电路组成。

基于nRF24L01的无线振动检测系统

基于nRF24L01的无线振动检测系统
图 １ 系统 组 成 框 图
２ 系统硬件设计
２ ． １ 节点 设计 ２ ． １ ． １ 加 速度 传感 器
１ 总体设计方案
系 统 由传 感 器 节 点 和 控 制 终 端 组 成 ， 如图 １
所示 。
ＭＭ Ａ ７ ４ ５ ５ Ｌ是一 种 ＭＥ Ｍ Ｓ 并使加速度与输出电压成正比。
闹
图 ２ 加速度传感 器原 理图
２ ０ １ ２年 １ ２月 ｌ １日收到 ， ２ ０ １ ３年 １月 ２ １日修改 第一作者 简介 ： 霍雨翔 （ １ ９ ８ ６ 一） ， 男， 山西运城人 ， 硕士研究 生 ， 研究 方向： 嵌入式 系统 开发 ， 视频处理技术 。Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ： ｕ ｍ ｕ ｙ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
所示 。
表 １ 加 速 度 与 输 出 对 应 关 系
模块 采 用 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １ 无 线 收 发芯 片 。该 芯 片工
作在 免许 可证 的 Ｉ Ｓ Ｍ频段 ， 采用 Ｇ Ｆ Ｓ Ｋ调制 ， 具有 自 动生 成报 头 和 出错 自动 重 发 功 能 ｊ 。最 高 ２ Ｍｂ ／ ｓ
摘
要
电力线振动过 快或共振会危 害输 电安全 ， 而振 动参数往往不易采集。为此设计 了一个 基于 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １的无线振 动检
测系统。提 出了从加速度信号 间接获得振 动频率的方法。解决 了嵌入 式 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ系统下驱动 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １的问题 。系统可准确 监
的传 输 速率增 强 了抗 干 扰 性 ， 同 时减 少 了 数 据传 输
时间， 降低了系统的功耗。若发射功率为 ０ ｄ Ｂ ｍ， 在
第 ｌ ３卷

nRF24L01中文

nRF24L01中文

单片2.4G无线射频收发芯片nRF24L01===================================================特性●真正的GFSK单收发芯片●内置链路层●增强型ShockBurst TM●自动应答及自动重发功能●地址及CRC检验功能●数据传输率1或2Mbps● SPI接口数据速率0~8Mbps● 125个可选工作频道●很短的频道切换时间可用于跳频●与nRF 24XX系列完全兼容●可接受5V电平的输入● 20脚QFN 44mm封装●极低的晶振要求60ppm●低成本电感和双面PCB板●工作电压 1.9~3.6V应用●无线鼠标键盘游戏机操纵杆●无线门禁●无线数据通讯●安防系统●遥控装置●遥感勘测●智能运动设备●工业传感器●玩具概述: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 TM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接口进行设置极低的电流消耗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快速参考数据参数数值单位最低供电电压 1.9VdBm最大发射功率 0kbps最大数据传输率 2000mA发射模式下电流消耗0dBm 11.3mA接收模式下电流消耗2000kbps 12.3+85温度范围 -40~数据传输率为1000kbps下的灵敏度 -85dBmnA掉电模式下电流消耗 900表1 nRF24L01快速参考数据分类信息型号描述版本nRF24L01 IC 裸片 DnRF24L01 20脚QFN 4*4mm,RoHS&SS-00259compliant DnRF24L01-EVKIT 评估套件 1.0表2nRF24L01 分类信息结构方框图:图1 nRF24L01 及外部接口引脚及其功能引脚名称引脚功能描述1 CE 数字输入 RX或TX模式选择2 CSN 数字输入 SPI片选信号3 SCK 数字输入 SPI时钟4 MOSI 数字输入从SPI数据输入脚5 MISO 数字输出从SPI数据输出脚6 IRQ 数字输出可屏蔽中断脚7 VDD 电源电源+3V8 VSS 电源接地0V9 XC2 模拟输出晶体震荡器2脚10 XC1 模拟输入晶体震荡器1脚/外部时钟输入脚11 VDD_PA 电源输出给RF的功率放大器提供的+1.8V电源12 ANT1 天线天线接口113 ANT2 天线天线接口214 VSS 电源接地0V15 VDD 电源电源+3V16 IREF 模拟输入参考电流17 VSS 电源接地0V18 VDD 电源电源+3V19 DVDD 电源输出去耦电路电源正极端20 VSS 电源接地0V表3nRF24L01引脚功能图2 引脚封装电气特性=40到+85条件VDD=+3V VSS=0V T符号参数条件最小值典型值最大值单位操作条件VDD 电源 1.9 3.0 3.6 V 温度工作温度40 +27 +85数字输入脚V OH高电平输出电压I OH=-0.5mA VDD-0.3 VDD VV OL高电平输出电压I OL=0.5mA VSS 0.3 V 常用射频条件MHzf OP工作频率2400 2525f XTAL晶振频率 16 MHzf 1M频移@1000kbps 160 kHzf 2M频移@2000kbps 320 kHzKbps R GFSK ShockBrust模式下数据传输率>0 2000MHzF CHANNEL频道间距@1000kbps 1MHzF CHANNEL频道间距@2000kbps 2发射操作dBm P RF最大输出功率 0 +4P RFC射频功率控制范围16 18 20 dB P RFCR射频电源 4 dBkHz P BW载波调制的20dB带宽 1800 2000dBm P RF1第一邻近通道发射功率2MHz -20dBm P RF2第二邻近通道发射功率4MHz -50I VDD输出功率-18dBm下电流 11.3 mAI VDD输出功率-18dBm下电流 7.0 mAI VDD-6dBm输出功率ShockBrust模式下电流 0.05 mAI VDD待机状态下电流 32 uAI VDD掉电状态下电流 900 nA接收操作I VDD2000kbps数据传输率下单通道工作电流 12.3 mAI VDD1000kbps数据传输率下单通道工作电流 11.8 mARX SENS在0.1%BRE(@2000kbps)下的灵敏度 -82 dBm RX SENS在0.1%BRE(@1000kbps)下的灵敏度 -85 dBm表4nRF24L01电气特性图3nRF24L01外形封装尺寸极限范围供电电压VDD…………………………….-0.3V~+3.6VVSS (0V)输入电压V I………………………………-0.3V~5.25V输出电压V O……………………………. VSS~VDD总功耗=85……………………… 60mWPD T温度工作温度……………………-40~+85存储器温度…………………-40~+125注意:若超出上述极限值可能对元器件有损害静电敏感元件术语表术语描述ACK 确认信号应答信号ART 自动重发CE 芯片使能CLK 时钟信号CRC 循环冗余校验CSN 片选非ESB 增强型ShockBrust TMGFSK 高斯键控频移IRQ 中断请求ISM 工业科学医学LNA 低噪声放大LSB 最低有效位LSByte 最低有效字节Mbps 兆位/秒MCU 微控制器MISO 主机输入从机输出MOSI 主机输出从机输入MSB 最高有效位MSByte 最高有效字节PCB 印刷电路板PER 数据包误码率PID 数据包识别位PLD 载波PRX 接收源PTX 发射源PWR_DWN 掉电PWR_UP 上电RX 接收RX_DR 接收数据准备就绪SPI 串行可编程接口TX 发送TX_DS 已发送数据表5术语表功能描述工作模式nRF24L01可以设置为以下几种主要的模式1 0 直至数据发送完表6 nRF24L01主要工作模式关于nRF24L01 I/O脚更详细的描述请参见下面的表7低电平使能中断nRF24L01待机模式待机模式I在保证快速启动的同时减少系统平均消耗电流在待机模式I下晶振正常工作在待机模式II下部分时钟缓冲器处在工作模式当发送端TX FIFO寄存器为空并且CE为高电平时进入待机模式II在待机模式期间寄存器配置字内容保持不变掉电模式在掉电模式下,nRF24L01各功能关闭保持电流消耗最小进入掉电模式后nRF24L01停止工作但寄存器内容保持不变启动时间见表格13掉电模式由寄存器中PWR_UP位来控制数据包处理方式nRF24L01有如下几种数据包处理方式ShockBurst TM与nRF2401nRF24E1nRF2402nRF24E2数据传输率为1Mbps时相同增强型ShockBurst TM模式ShockBurst TM模式ShockBurst模式下nRF24L01可以与成本较低的低速MCU相连高速信号处理是由芯片内部的射频协议处理的nRF24L01提供SPI接口数据率取决于单片机本身接口速度ShockBurst模式通过允许与单片机低速通信而无线部分高速通信减小了通信的平均消耗电流在ShockBurst TM接收模式下当接收到有效的地址和数据时IRQ通知MCU随后MCU可将接收到的数据从RX FIFO寄存器中读出在ShockBurst TM发送模式下nRF24L01自动生成前导码及CRC校验参见表格12数据发送完毕后IRQ通知MCU减少了MCU的查询时间也就意味着减少了MCU 的工作量同时减少了软件的开发时间nRF24L01内部有三个不同的RX FIFO寄存器6个通道共享此寄存器和三个不同的TX FIFO寄存器在掉电模式下待机模式下和数据传输的过程中MCU可以随时访问FIFO寄存器这就允许SPI 接口可以以低速进行数据传送并且可以应用于MCU硬件上没有SPI接口的情况下增强型的ShockBurst TM模式增强型ShockBurst TM模式可以使得双向链接协议执行起来更为容易有效典型的双向链接为发送方要求终端设备在接收到数据后有应答信号以便于发送方检测有无数据丢失一旦数据丢失则通过重新发送功能将丢失的数据恢复增强型的ShockBurst TM模式可以同时控制应答及重发功能而无需增加MCU 工作量图4 nRF24L01在星形网络中的结构图nRF24L01在接收模式下可以接收6路不同通道的数据见图4每一个数据通道使用不同的地址但是共用相同的频道也就是说6个不同的nRF24L01设置为发送模式后可以与同一个设置为接收模式的nRF24L01进行通讯而设置为接收模式的nRF24L01可以对这6个发射端进行识别数据通道0是唯一的一个可以配置为40位自身地址的数据通道1~5数据通道都为8位自身地址和32位公用地址所有的数据通道都可以设置为增强型ShockBurst模式nRF24L01在确认收到数据后记录地址并以此地址为目标地址发送应答信号在发送端数据通道0被用做接收应答信号因此数据通道0的接收地址要与发送端地址相等以确保接收到正确的应答信号见图5 选择地址举例图5应答地址确定举例nRF24L01配置为增强型的ShockBurst TM发送模式下时只要MCU有数据要发送nRF24L01就会启动ShockBurst TM模式来发送数据在发送完数据后nRF24L01转到接收模式并等待终端的应答信号如果没有收到应答信号nRF24L01将重发相同的数据包直到收到应答信号或重发次数超过SETUP_RETR_ARC寄存器中设置的值为止如果重发次数超过了设定值则产生MAX_RT中断只要收到确认信号nRF24L01就认为最后一包数据已经发送成功接收方已经收到数据把TX FIFO 中的数据清除掉并产生TX_DS中断IRQ引脚置高在增强型ShockBurst模式下nRF24L01有如下的特征当工作在应答模式时快速的空中传输及启动时间极大的降低了电流消耗低成本nRF24L01集成了所有高速链路层操作比如重发丢失数据包和产生应答信号无需单片机硬件上一定有SPI口与其相连SPI接口可以利用单片机通用I/O口进行模拟 由于空中传输时间很短极大的降低了无线传输中的碰撞现象由于链路层完全集成在芯片上非常便于软硬件的开发增强型ShockBurst TM发送模式1配置寄存器位PRIM_RX为低2当MCU有数据要发送时接收节点地址TX_ADDR和有效数据(TX_PLD)通过SPI接口写入nRF24L01发送数据的长度以字节计数从MCU写入TX FIFO当CSN为低时数据被不断的写入发送端发送完数据后将通道0设置为接收模式来接收应答信号其接收地址(RX_ADDR_P0)与接收端地址(TX_ADDR)相同例在图5中数据通道5的发送端(TX5)及接收端(RX)地址设置如下TX5TX_ADDR=0xB3B4B5B605TX5RX_ADDR_P0=0xB3B4B5B605RX RX_ADDR_P5=0xB3B4B5B6053设置CE为高启动发射CE高电平持续时间最小为10 us4nRF24L01 ShockBurst TM模式无线系统上电启动内部16MHz时钟无线发送数据打包见数据包描述高速发送数据由MCU设定为1Mbps或2Mbps5如果启动了自动应答模式自动重发计数器不等于0ENAA_P0=1无线芯片立即进入接收模式如果在有效应答时间范围内收到应答信号则认为数据成功发送到了接收端此时状态寄存器的TX_DS位置高并把数据从TX FIFO中清除掉如果在设定时间范围内没有接收到应答信号则重新发送数据如果自动重发计数器ARC_CNT溢出超过了编程设定的值则状态寄存器的MAX_RT位置高不清除TX FIFO中的数据当MAX_RT或TX_DS为高电平时IRQ引脚产生中断IRQ中断通过写状态寄存器来复位见中断章节如果重发次数在达到设定的最大重发次数时还没有收到应答信号的话在MAX_RX中断清除之前不会重发数据包数据包丢失计数器(PLOS_CNT)在每次产生MAX_RT中断后加一也就是说重发计数器ARC_CNT计算重发数据包次数PLOS_CNT计算在达到最大允许重发次数时仍没有发送成功的数据包个数6如果CE置低则系统进入待机模式I如果不设置CE为低则系统会发送TX FIFO寄存器中下一包数据如果TX FIFO寄存器为空并且CE为高则系统进入待机模式II.7如果系统在待机模式II当CE置低后系统立即进入待机模式I.增强型ShockBurst TM接收模式1 ShockBurst TM接收模式是通过设置寄存器中PRIM_RX位为高来选择的准备接收数据的通道必须被使能EN_RXADDR寄存器所有工作在增强型ShockBurst TM模式下的数据通道的自动应答功能是由(EN_AA寄存器)来使能的有效数据宽度是由RX_PW_Px寄存器来设置的地址的建立过程见增强型ShockBurst TM发送章节2接收模式由设置CE为高来启动3 130us后nRF24L01开始检测空中信息4接收到有效的数据包后地址匹配CRC检验正确数据存储在RX_FIFO中同时RX_DR位置高并产生中断状态寄存器中RX_P_NO位显示数据是由哪个通道接收到的5如果使能自动确认信号则发送确认信号6 MCU设置CE脚为低进入待机模式I低功耗模式7 MCU将数据以合适的速率通过SPI口将数据读出8芯片准备好进入发送模式接收模式或掉电模式两种数据双方向的通讯方式如果想要数据在双方向上通讯,PRIM_RX寄存器必须紧随芯片工作模式的变化而变化处理器必须保证PTX和PRX端的同步性在RX_FIFO和TX_FIFO寄存器中可能同时存有数据自动应答RX自动应答功能减少了外部MCU的工作量并且在鼠标/键盘等应用中也可以不要求硬件一定有SPI接口因此降低成本减少电流消耗自动重应答功能可以通过SPI口对不同的数据通道分别进行配置在自动应答模式使能的情况下收到有效的数据包后系统将进入发送模式并发送确认信号发送完确认信号后系统进入正常工作模式工作模式由PRIM_RX位和CE引脚决定自动重发功能ART(TX)自动重发功能是针对自动应答系统的发送方SETUP_RETR寄存器设置启动重发数据的时间长度在每次发送结束后系统都会进入接收模式并在设定的时间范围内等待应答信号接收到应答信号后系统转入正常发送模式如果TX FIFO中没有待发送的数据且CE脚电平为低则系统将进入待机模式I如果没有收到确认信号则系统返回到发送模式并重发数据直到收到确认信号或重发次数超过设定值达到最大的重发次数有新的数据发送或PRIM_RX寄存器配置改变时丢包计数器复位数据包识别和CRC校验应用于增强型ShockBurst TM模式下每一包数据都包括两位的PID数据包识别来识别接收的数据是新数据包还是重发的数据包PID 识别可以防止接收端同一数据包多次送入MCU在发送方每从MCU取得一包新数据后PID值加一PID 和CRC校验应用在接收方识别接收的数据是重发的数据包还是新数据包如果在链接中有一些数据丢失了则PID值与上一包数据的PID值相同如果一包数据拥有与上一包数据相同的PID值nRF24L01将对两包数据的CRC值进行比较如果CRC值也相同的话就认为后面一包是前一包的重发数据包而被舍弃1接收方接收方对新接收数据包的PID值与上一包进行比较如果PID值不同则认为接收的数据包是新数据包如果PID值与上一包相同则新接收的数据包有可能与前一包相同接收方必须确认CRC 值是否相等如果CRC值与前一包数据的CRC值相等则认为是同一包数据并将其舍弃2发送方每发送一包新的数据则发送方的PID值加一图6PID值生成和检测CRC校验的长度是通过SPI接口进行配置的一定要注意CRC计算范围包括整个数据包地址PID和有效数据等若CRC校验错误则不会接收数据包这一点是接收数据包的附加要求在上图没有说明载波检测CD当接收端检测到射频范围内的信号时将CD置高否则CD为低内部的CD信号在写入寄存器之前是经过滤波的内部CD高电平状态至少保持128us以上在增强型ShockBurst TM模式中只有当发送模块没有成功发送数据时推荐使用CD检测功能如果发送端PLOS_CNT显示数据包丢失率太高时可将其设置位接收模式检测CD值如果CD为高说明通道出现了拥挤现象需要更改通信频道如果CD为低电平状态距离超出通信范围可保持原有通信频道但需作其它调整数据通道nRF24L01配置为接收模式时可以接收6路不同地址相同频率的数据每个数据通道拥有自己的地址并且可以通过寄存器来进行分别配置数据通道是通过寄存器EN_RXADDR来设置的默认状态下只有数据通道0和数据通道1是开启状态的每一个数据通道的地址是通过寄存器RX_ADDR_Px来配置的通常情况下不允许不同的数据通道设置完全相同的地址数据通道0有40位可配置地址数据通道1~5的地址为32位共用地址+各自的地址最低字节图7所示的是数据通道1~5的地址设置方法举例所有数据通道可以设置为多达40位但是1~5数据通道的最低位必须不同图7 通道0~5的地址设置当从一个数据通道中接收到数据并且此数据通道设置为应答方式的话则nRF24L01在收到数据后产生应答信号此应答信号的目标地址为接收通道地址寄存器配置有些是针对所有数据通道的有些则是针对个别的如下设置举例是针对所有数据通道的CRC使能/禁止CRC计算接收地址宽度频道设置无线数据通信速率LNA 增益射频输出功率寄存器配置nRF24L01所有配置都在配置寄存器中所有寄存器都是通过SPI口进行配置的SPI接口SPI接口是标准的SPI接口其最大的数据传输率为10Mbps大多数寄存器是可读的SPI指令设置SPI接口可能用到的指令在下面有所说明CSN为低后SPI接口等待执行指令每一条指令的执行都必须通过一次CSN由高到低的变化SPI指令格式<命令字由高位到低位每字节>AAAAAAAAAA1-32读操作全部从字节当读有效数据完成后寄存器中有效数据被清除应用于接收模式下1-32开始应用于发射模式下应用于发射模式下寄存器应用于接收模式下在传输应答信号过程中不应执行此指令信号过程中执行此指令的话将使得应答信号不能被完整的传输重新使用上一包有效数据当数据包被不断的重新发射空操作R_REGISTER和W_REGISTER寄存器可能操作单字节或多字节寄存器当访问多字节寄存器时首先要读/写的是最低字节的高位在所有多字节寄存器被写完之前可以结束写SPI 操作在这种情况下没有写完的高字节保持原有内容不变例如RX_ADDR_P0寄存器的最低字节可以通过写一个字节给寄存器RX_ADDR_P0来改变在CSN状态由高变低后可以通过MISO来读取状态寄存器的内容中断nRF24L01的中断引脚IRQ为低电平触发当状态寄存器中TX_DS RX_DR或MAX_RT为高时触发中断当MCU给中断源写1时中断引脚被禁止可屏蔽中断可以被IRQ中断屏蔽通过设置可屏蔽中断位为高则中断响应被禁止默认状态下所有的中断源是被禁止的SPI时序图8910和表910给出了SPI操作及时序在写寄存器之前一定要进入待机模式或掉电模式在图8至图10中用到了下面的符号Cn-SPI指令位Sn-状态寄存器位Dn-数据位备注由低字节到高字节每个字节中高位在前图8SPI读操作图9SPI写操作图10SPI NOP 操作时序图表9SPI参考时间C load=5pF表10SPI参考时间C load=10pF寄存器地址0’默认为R/W 可屏蔽中断R/W 可屏蔽中断R/W CRC自动应答所有数据通道允许–1Mbps ‘1’-18dBm当接收到有效数据后置一接收数据通道号数据通道号寄存器满标志寄存器满当写当丢失个数据包后此寄存器重启个字节设定1个字节先设定2最低字节可设置高字最低字节可设置最低字节可设置最低字节可设置ShockBurst模式下1: 1字节有效数据宽度……32: 32字节有效数据宽度15 RX_PW_P4Reserved 7:6 00 R/W 默认为00RX_PW_P4 5:0 0 R/W 接收数据通道4有效数据宽度(1到32字节)0: 设置不合法1: 1字节有效数据宽度……32: 32字节有效数据宽度16 RX_PW_P5Reserved 7:6 00 R/W 默认为00RX_PW_P5 5:0 0 R/W 接收数据通道5有效数据宽度(1到32字节)0: 设置不合法1: 1字节有效数据宽度……32: 32字节有效数据宽度17 FIFO_STATUS FIFO 状态寄存器Reserved 7 0 R/W 默认为0TX_REUSE 6 0 R 若TX_REUSE=1则当CE位高电平状态时不断发送上一数据包TX_REUSE通过SPI 指令REUSE_TX_PL设置通过W_TX_PALOAD或FLUSH_TX复位TX_FULL 5 0 R TX FIFO寄存器满标志1:TX FIFO寄存器满0: TX FIFO寄存器未满有可用空间 TX_EMPTY 4 1 R TX FIFO寄存器空标志1:TX FIFO寄存器空0: TX FIFO寄存器非空 Reserved 3:2 00 R/W 墨认为00RX_FULL 1 0 R RX FIFO寄存器满标志1:RX FIFO寄存器满0: RX FIFO寄存器未满有可用空间 RX_EMPTY 0 1 R RX FIFO寄存器空标志1:RX FIFO寄存器空0: RX FIFO寄存器非空N/A TX_PLD 255:0 WN/A RX_PLD 255:0 R表11nRF24L01寄存器地址与nRF24XX兼容的寄存器配置如何建立nRF24L01从nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2接收数据使用与nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2相同的CRC配置设置PRIM_RX位为1相应通道禁止自动应答功能与发射模块使用相同的地址宽度与发射模块使用相同的频道在nRF24L01和nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2两端都选择1Mbit/s的数据传输率设置正确的数据宽度设置PWR_UP和CE为高如何建立nRF24L01发射nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2接收数据使用与nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2相同的CRC配置设置PRIM_RX位为0设置自动重发计数器为0禁止自动重发功能与nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2使用相同的地址宽度与nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2使用相同的频道在nRF24L01和nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2两端都选择1Mbit/s的数据传输率设置PWR_UP为高发送与nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2寄存器配置数据宽度相同的数据长度设置CE为高启动发射打包描述增强型ShockBurst TM模式下的数据包形式前导码地址35字节9位标志位数据132字节 CRC校验0/1/2字节ShockBurst TM模式下与nRF2401/ nRF2402/ nRF24E1/ nRF24E2相兼容的数据包形式校验0/1/2字节前导码地址35字节数据132字节 CRC 前导码 前导码用来检测0和1芯片在接收模式下去除前导码在发送模式下加入前导码地址 地址内容为接收机地址地址宽度可以是34或5字节宽度地址可以对接收通道及发送通道分别进行配置从接收的数据包中自动去除地址标志位 PID数据包识别其中两位是用来每当接收到新的数据包后加一七位保留用作将来与其它产品相兼容当nRF24L01与nRF2401/ nRF24E1通讯时不起作用数据 132字节宽度CRC CRC校验是可选的02字节宽度的CRC校验8位CRC校验的多项式是X8+X2+X+116位CRC校验的多项式是X16+X12+X5+1表12数据包描述重要的时序数据下面是nRF24L01部分工作时序数据nRF24L01时序信息nRF24L01时序最大值最小值参数名掉电模式待机模式 1.5ms T pd2stby 待机模式发送/接收模式130us T stby2aCE高电平保持时间 10us Thce CSN为低电平CE上升沿的延迟时间 4us T pece2csn表13nRF24L01工作时序nRF24L01在掉电模式下转入发射模式或接收模式前必须经过1.5ms的待机模式注意当关掉电源VDD后寄存器配置内容丢失模块上电后需重新进行配置增强型ShockBurst模式时序图11增强型ShockBurst TM模式发送一包数据时序2Mbps图11所示是发送一包数据并收到应答信号的示意图数据送入发送模块部分没有在图中显示接收模块转入接收模式CE=1发射模块配置为发射模式CE=1持续至少10us130us后启动发射再过37us后发送一字节数据发送结束后发送模块自动转入接收模式等待应答信号发送模块在收到应答信号后产生中断通知MCU IRQ (TX_DS)=>TX-data sent(数据发送完)接收模块接收到数据包后产生中断通知MCU IRQ (RX_DR)=>RX-data ready(数据接收完毕)外围RF信息天线输出ANT1和ANT2输出脚给天线提供稳定的RF输出这两个脚必须连接到VDD的直流通路或者通过RF扼流圈或者通过天线双极的中心点在输出功率最大时0dBm推荐使用负载阻抗为15+j88通过简单的网络匹配可以获得较低的阻抗例如50Ω输出功率调节RF_PWR 输出功率电流消耗11.3mAdBm11 010 -6 dBm 9.0 mA01 -12 dBm 7.5 mA00 -18 dBm 7.0 mA=27,负载=15+j88工作条件VDD=3.0V,VSS=0V,T表14nRF24L01输出功率设置晶振规格晶振频率的精确度取决于出厂时精度的设置和在温度变化及老化过程中的稳定性频率C L ESR C0max精度16MHz 8-16pF 1007.0 pF 60ppm表15nRF24L01的晶振规格为了实现晶体振荡器低功耗和快速启动的目的建议使用表中容值较小的电容最好晶振的并联等效电容C O=1.5pF但考虑成本因素通常以Co_max=7.0pF代替Co=1.5pF负载电容C L由以下公式给出C L=C1’*C2’/(C1’+C2’),这里C1’=C1+C PCB1+C I1,C2’=C2+C PCB2+C I2C1和C2为贴片电容, C PCB1和C PCB2为PCB布线的寄生电容C I1和C I2是XC1和XC2引脚看进去的电容典型值为1 pFnRF24L01与控制器共用晶振当控制器驱动晶振给nRF24L01提供晶振输入XC1时nRF24L01必须遵循以下规则晶振参数当控制器提供给nRF24L01时钟输入则负载电容C L只能通过控制器设置晶振精度为60ppm晶振振幅及消耗电流所有输入信号的幅值都不能超过规定电压但任何内部的直流电压都可以超过如果超过规定电压将激发ESD结构影响无线收发效果图12晶体振荡器原理nRF24L01晶振用来调节振幅达到低电流消耗和较好的无线信噪比当使用外部时钟时当使用外部时钟时XC2引脚可以悬空PCB板面设计及去藕指南一个好的PCB布线对射频性能有很大影响一个差的PCB板设计可能导致丢包甚至可能导致不能实现其应有的功能nRF24L01的射频PCB板设计及其周边元件包括匹配网络等可以从www.nvlsi.no下载推荐使用至少两层板包括一个地层nRF24L01的直流供电电源应尽可能靠近芯片的VDD引脚并且经高质量的RF电容去耦见表16最好用一个大电容比如:4.7uF钽电容并联一个小电容nRF24L01的供电电源必须经过很好的滤波并且与数字供电电源分离开来PCB板避免使用长的电源走线所有元器件的地VDD及VDD与去耦电容应尽可能的靠近nRF24L01芯片如果在PCB板的顶层有铺铜地网VSS应直接与铺铜面连接如果在PCB板的底层有铺铜地网则应该在离VSS脚尽可能近的地方放置过孔连接每个VSS最少应有一个过孔所有数字信号线和控制信号线都不能离晶振和电源线太近应用举例nRF24L01单端匹配网络晶振偏置电阻去藕电容图13nRF24L01 单端50射频输出原理图表16nRF24L01天线匹配网络BOM清单PCB布线示例图14所示PCB布线是图13电路原理图的PCB布线举例使用了1.6mm 厚度的FR-4双面板在PCB 板的顶层和底层各有一个铺铜面顶层和底层的铺铜面通过大量的过孔连接在天线的下面没有铺铜顶层丝印顶层布线底层布线图14nRF24L01单端PCB天线射频板布线0603元件封装。

基于nRF24L01无线巷道离层仪设计

基于nRF24L01无线巷道离层仪设计
一
ｌ Ｃ ＭＩ Ｏ、 Ｓ 以及 Ｃ Ｎ组 成 。 Ｃ Ｎ 为低 时 ， Ｐ 接 Ｅ Ｓ 当 Ｓ ＳＩ ｌ 时 工 作 电 流 只 有 １． ２３ ｍＡ， 种 低 功 率 工 作 模 式 ． 能设 计 更 方 Ｅ 由 Ｓ Ｋ、 Ｓ ＭＯ Ｉ 多 节 任 Ｓ 便 。 持六 路 通道 的数 据 收发 。高达 ２ ｂ ｓ的传 输 速 率 ， 中传 开 始 等 待 一 条 指 令 。 何 一 条 新 指 令 均 由 Ｃ Ｎ 的 由 高 到 低 的 转 支 Ｍｐ 空 Ｐ接 两 输 时 间 短 ． 低 了无 线 传 输 中 的 碰撞 现 象 。 共 有 １ ５个 频 点 。 降 ２ 满 换 开 始 配 置 时都 是 由 ＳＩ 口一 次 性 送 两个 字 节 ， 个 字 节
ｈｃ Ｂ ｒＴ ｔ ｎ Ｆ ４Ｄ Ｒ 是 用 有 线 方 式 进 行 采 集 下 条 件 恶 劣 。 度 、 度 、 尘 很 严 Ｓ ｏｋ ｕ８ Ｍ 收 发 模 式 下 ．Ｒ ２Ｌ １自动 处 理 字 头 和 Ｃ Ｃ校 井 温 湿 粉 在 自动 把字 头 和 Ｃ Ｃ校 验 码 移 去 。 发 送 数 Ｒ 在 重 ． 成 采 集 难 度 ， 时 接 口经 常 插 拔 容 易 损 坏 仪 器 ， 此 本 文 验 码 接 收数 据 时 ． 造 同 因 据时 ． 自动 加 上 字 头 和 Ｃ Ｃ校 验 码 ， 发送 过程 完 成 后 ， 中断 Ｒ 当 由 提 出了 基 于 Ｎ ｂ ４ ０ 无 线 巷 道 离 层 仪 （ 安 型 ） Ｒ－ Ｌ １ ２ 本 的设 计 ［】 １。
引 脚通 知 单 片 机 数据 发射 完 毕 。在 接 收 端 收 到 信 号 后 如 果 有 开 １ ｎ ｆ ４ Ｄ 芯 片工 作 原 理 ． Ｒ、 Ｌ １ ２ 则 这 ｎ Ｆ４ ０ Ｒ ２ Ｌ １是 单 片 射 频 收 发 芯 片 ，工 作 于 ２４ ２５ Ｉ Ｓ 启 自动 应答 ． 接 收 端 会 发 一 确 认 信 号 给发 送 端 ， 些 都 由硬 件 ．～ ． － ＩＭ ＧＩ ｚ ｎ Ｆ４０ 与 频 段 ． 片 内置 频 率 合 成 器 、 率 放 大 器 、 体 振 荡 器 和 调 制 器 直 接 完 成 ；在 直 接 收 发模 式 下 ，Ｒ ２ Ｌ １ 传 统 的 射 频 收 发 器 芯 功 晶 等 功 能模 块 ． 出 功率 和通 信频 道 可通 过 程 序 进 行 配 置 。 片 能 输 芯 样 工作 ［ 。 ２ ］ ｎ Ｆ４０ Ｒ ２ Ｌ １的 所 有 配 置 工 作 都 是 通 过 Ｓ Ｉ Ｅ完 成 ，Ｐ 接 Ｐ接 ｌ ＳＩ 耗 非 常 低 ． ０ Ｂ 的功 率 发 射 时 ， 作 电 流 只 有 １． 以 ｄｍ 工 １ ｍＡ， 收 ３ 接

nRF24L01--中文资料

nRF24L01--中文资料
在 0.1%BRE(@2000kbps)下的灵敏度 在 0.1%BRE(@1000kbps)下的灵敏度
表 4 nRF24L01 电气特性
典型值
3.0 +27
16 160 320
1 2
0 18
1800
11.3 7.0 0.05 32 900
12.3 11.8 -82 -85
最大值
3.6 +85
VDD 0.3
单位 V
dBm kbps mA mA
dBm nA
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分类信息
型号 nRF24L01 IC
nRF24L01 nRF24L01-EVKIT
nRF24L01 在不同模式下的引脚功能
引脚名称
方向
CE
输入
CSN
输入
SCK MOSI MISO IRQ
输入 输入 三态输出 输出
发送模式
接收模式
高电平>10us
高电平
SPI 片选使能 低电平使能
SPI 时钟 SPI 串行输入 SPI 串行输出 中断 低电平使能 表 7 nRF24L01 引脚功能
描述 确认信号 应答信号 自动重发 芯片使能 时钟信号 循环冗余校验 片选非 增强型 ShockBrustTM 高斯键控频移 中断请求 工业 科学 医学 低噪声放大 最低有效位 最低有效字节 兆位/秒 微控制器 主机输入从机输出 主机输出从机输入 最高有效位 最高有效字节 印刷电路板 数据包误码率 数据包识别位 载波 接收源 发射源 掉电 上电 接收 接收数据准备就绪 串行可编程接口 发送 已发送数据

基于单片机的多点无线温度监控系统

基于单片机的多点无线温度监控系统随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络在各个领域都得到了广泛应用。

基于单片机的多点无线温度监控系统，不仅可以实现对多个温度点的实时监控，还可以通过无线方式传输监测数据，实现远程监控和管理。

本文将介绍基于单片机的多点无线温度监控系统的原理、设计和实现过程。

一、系统概述基于单片机的多点无线温度监控系统主要由传感器节点、信号处理单元、无线通信模块、监控中心等组成。

传感器节点负责采集温度数据，信号处理单元对采集的数据进行处理和存储，无线通信模块实现数据传输，监控中心则负责接收和显示监测数据。

二、系统设计1. 传感器节点设计传感器节点是系统的核心部分，负责采集温度数据。

为了实现多点监控，传感器节点需要设计成多个独立的模块，每个模块负责监测一个特定的温度点。

传感器节点的设计需要考虑传感器的选择、数据采集和处理电路的设计、以及无线通信模块的接口设计。

传感器节点采用数字温度传感器DS18B20进行温度采集，采集到的数据通过单片机进行处理和存储，然后通过无线通信模块进行数据传输。

2. 信号处理单元设计信号处理单元主要负责对传感器采集到的数据进行处理和存储。

传感器采集到的数据需要进行数字化处理，然后存储到单片机的内部存储器中。

传感器节点采用的是单片机AT89S52作为信号处理单元，通过单片机的A/D转换功能对温度数据进行数字化处理，然后存储到单片机的内部EEPROM中。

3. 无线通信模块设计无线通信模块主要负责将传感器节点采集到的数据传输到监控中心。

传感器节点采用的是nRF24L01无线模块，通过SPI接口与单片机进行通信，并实现数据的传输。

4. 监控中心设计三、系统实现传感器节点采用DS18B20数字温度传感器进行温度采集，通过单片机AT89S52进行数据处理和存储，然后通过nRF24L01无线模块实现数据的传输。

传感器节点的设计需要考虑功耗、尺寸和成本等因素，需要尽量减小功耗和尺寸，降低成本。

基于SOPC技术和nRF24L01的无线传输系统


传输 ， 而采 用 ｕ ／ —Ｉ 时操作 系统 的 ＮＩ Ｉ ｃ ｏｓＩ 实 ＯＳＩ 软 核可 以对其 数据进 行实 时 的处 理 。系统 结 构如 图 １
所示 。
（ ）Ｓ Ｐ 简 介 ： ＯＰ 可 编 程 片 上 系 统 ） １ Ｏ Ｃ Ｓ Ｃ（ 是 Ａｌ ｒ ｔ ａ公 司 于 ２ ０ ｅ ０ ０年 最 早 提 出 的 ， 基 于 Ｆ ＧＡ 是 Ｐ 解 决 方案 的片 上 系统 （ ＯＣ ， 之传 统 的 硬 核处 理 Ｓ ）较
Ｊ ｉ ｕ ｎ ＩＫａ— ａ ｙ
（ ｅ ７ ３ Ｉ ｓ ｉ ｔ ｆＣＳ Ｃ， ｎ ｚ ｏ ２ ０ １ Ｃ ｉ ａ Ｔｈ ２ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ Ｉ Ｙａ ｇ ｈ ｕ ２ ５ ０ ， ｈ ｎ ） ｔ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｈ ｓｓ ｏ ｎ ｌ ｚ ｎ ｎ ｏ ｔ ａ ｔ Ｏｎ ｔ ｅ ｂａ ｉ ｆａ ａ ｙ ｉ ｇ ａ ｄ ｃ ｍｐａ ｉ ｆｔ ｅ ａ ａ ａ ｓ ａ ｉａ ａ ａ ｓｏｆｃ ｍ ｍｏ ｒｎｇ ｏ ｈ ｄｖ ｎｔ ｇｅ ｎｄ ｄ ｓ ｄｖ ｎｔ ｇｅ ｏ ｎ ｗｉｅ ｅ ｓ ｔ ｃ ｎｏｌ ｙ，ｈｉ ａ ｒ ｉ ｒ ｄｕ ｅ ｈｅｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｒ ａｉａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｌ ｓ ｒ ｎｓ ｉｓｏ ｓ ｄ ｒ ｌｓ ｅ ｈ ｏｇ ｔ ｓ ｐ ｐｅ ｎｔ ｏ ｃ ｓ ｔ ｓｇ ｎ ｅ ｌ ｔｏ ｆｗｉｅ ｅ ｓ ｔ ａ ｍ ｓ ｉ ｎ ｂａ ｅ ｚ
ｐ ｏ ｔ ｆｓ ｏ ｔｄｓａ ｃ ｒｌｓ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｔ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｒ ｊｃ ｈ ｒ ｉｔ ｎ ｅｗｉｅｅ ｓｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｗｉ ｈ ｇ — ｐ ｅ ． ｅ ｏ ｈ
Ｋｅ ｒ ： ｒ ｌｓ ｒ ｎｓ ｉｓｏ ｓ ｔ ｍ ｎ ｐ ｏ ａ ｙ ｗｏ ｄｓ ｗｉｅ ｅ ｓ ｔ ａ ｍ ｓ ｉ ｎ； ｙｓ ｅ ｏ ｒ ｇｒ ｍｍａ ｌ ｈｉ ｓ ｒａ ｒｐｈ ｒ ｌｉ ｅ ｆ ｃ ｂ ｅ ｃ ｐ； ｅ ｉ ｌｐｅ ｉ ｅ ａ ｎｔ ｒ ａ ｅ

基于NRF24L01的多路无线智能抢答器设计

２１系 统 功 能 设 计 ． 抢答器是一种广泛应用于各种知识竞赛 、 文娱活动等 的一种常 （） １自检功 能 ： 主持 人节点设置“ 在 自检” 按键 ， 过无 线收发模 通 用 电子设 备 ， 也是一种逐渐成型的电子产品， 在学 校、 企业等部 门举 办的各种各样 智力竞赛 ， 都会 用到抢 答器 。 目前市场上 已有的智力 块向选 手发送 “ 点亮” Ｅ 命令 ， ＬＤ 如选手节点指示灯亮 ， 明选手节 说 竞赛 抢 答 器 ． 大 多数 是 早 期 设 计 的 ， 绝 以模 拟 电路 、 字 电路 或 者模 点正常工作 ， 则予以检查更换 ， 是本系统设计 的优 点之一 。 数 否 这 （） ２犯规 处理功能 ： 系统设计 了偷答 、 本 违规 、 超时三种情 况的 拟电路与数字 电路相结合而研制 的产品 ， 这部分抢答器技术已相当 成 熟 ． 占空 间大 且 电路 升级 换 代 与 节 点 扩 充 困 难 。 但 同时 新 兴 的 无 处理， 即如果选手在不是规定时间范 围内进行抢答 ， 视为犯规 ， 主机 线抢答器价格 昂贵 ， 只能在少部分领 域应用 ， 无法普及 ， 市场急需一 自动语音播报“ 号犯规”并且主机上“ ｘ ， 偷答” 灯亮， Ｅ 显示屏显示 ＬＤ 偷答” 的组号 ， 组 主持人可 以根据情 况通过加 减分键 对其罚分 种低成本 、 多功能的无线智能抢答器 。 针对上述 问题 ， 本文利用单片 “ 机技术和无线通信技术设计 一个 无线智能抢答器系统。 此系统占空 （ 比赛活动的规则执行 ）按“ 视 ， 复位 ” 键 ， 回预备模 式 ； 返 如果选 抢答倒计 时” 启动前即按抢答按钮 ， 则被判为违 规， 系统 由蜂 间小 、 布置 方便 、 时间可调 、 发声柔和 、 显示清晰、 成本低廉 、 自动检 手在“ 并语音提示违 规组别并在Ｌ Ｄ Ｅ 显示屏上显示 ； 查节点好坏 。 无论在使用和功 能上都有新 的进步 ， 具有一 定的实用 鸣器 发违规提示音 ， 正常 “ 抢答倒计 时” 后仍 无人抢 答， 到Ｏ 则主机通过蜂鸣器 鸣笛提示 价值和市 场应用前景 。 时间到 。 １ 系统 整 体 框 图 设计 、 （） ３多功能计 时功能 ： 系统具有 抢答、 本 答题两种计 时功 能 ， 时 如 图ｌ 所示 ， 无线智能抢 答器 系统 主要分为选手 节点 电路和主 间可任意设定 ， 可随时中途退 出到计时 ， 倒计 时在最后５ 秒时有读秒 持 人 电路 两 部 分 组 成 。 手 电路 的节 点个 数 可 根 据 需 要 扩 充 ， 选 电路 提示声 ， 后， 到０ 主机鸣笛并语音提示 “ 时间到” 在倒计 时中间如果 。 主 要 由主 控 电路 、 电源 电路 、 盘 电路 、 键 显示 电路 及 无 线 收发 电路 组 有组别抢答 ， 主机Ｌ Ｄ Ｅ 显示屏马上显示该组的组号 ， 系统语音报组， 成； 主持人 电路主要 由主控电路、 电源 电路 、 键盘 电路 、 显示 电路 、 语 提示该组抢 答成功 。 此时 ， 如果回答需要答题倒计时 ， 以按下主机 可 音 电路及无线收发 电路组成 。 上的“ 答题” 键 ， 此时答题倒计 时启 动 ， 选手可 以开始答题 ， 当选 手正常 回答完该题后 ， 可以按“ 复位” 键 ， 系统返回到预备模 式。 ２、 系统 功 能 设 计 如果抢答和答题 时间倒计到０ 自动鸣笛并返回到“０ 闪烁显示 后， ０” 本系统在考虑抢答器形状 、 布线 、 传输距离等 因素的前提下 ， 设 状态 。 计 了 自检 、 多种 犯 规 处理 、 功 能计 时 、 意 调 时 、 线 分数 设 置 、 多 任 无 真 （） ４任意调时功能 ： 本抢答器 系统抢答倒计时时间默认 为１秒 ０ 人语音播报 等功能。 钟， 如果 时间不合适 ， 可以按“ 抢答 时间调整 ” 键＆ 进入抢答倒计 时 间 的 设 定 状 态 ， 以 按 “＋” 可 、 ” 键 ， 可以在 １ ９ ９ 、 － ９ 之 ● Ｉ 节点１ 主控电路＋ ＋ （ 键盘 显示电路） Ｉ 无线收发 模块 间任意设置 ， 单位为秒 ， 设置完 ｌ — — — — — — 显示 — ］ ■ 厂 — — — — ］ ： 广 — — 主控电路＋ — — — 电路 ） 卜 节点２（ — — — — — 键盘＋ — — — — — — — — Ｉ 一． － Ｉ无线收发模块 卜 Ｈ ■ 成按“ 复位” 键退 出； 系统默认 答 ＿Ｊ ＿ Ｉ ． ．． ．．． ． ． ． Ｊ ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． －＿ ： 厂 ——— —— ———— ——— ——— ———— —— ］ 厂— ————— ——］ ： 题倒计时时间为６秒钟 ， ０ 如果该 ｌ Ｌ 节点３ 主控电路＋ （ 键盘＋ 示电 ＿ Ｊ － Ｉ－－－・—－－—－－－－－－－ ・－一＿ＪＩ ｝ ＿ 显 路）｝＿ Ｌ－－无线收发模块 ．。． 一 ◆ －－ — —－ ・ — ・ — ・ １－ 时间不合 适， 以按 “ 可 答题时 间 Ｉ — — — — — — 显示 — ］ ｒ — — 主控电路＋ — — — 电路） 卜 节点４（— — — — — 键盘＋ — — — ｌ无线收发模块 卜 ： ｒ — — — — ］■ — —— — — 卜 调 整” 键 进入 答题 倒计时 间 Ｉ—． －．． ．．． ．．．． ．．． ．－． ．．． ．．．． ．． Ｊ －— －．． －．． ．．． ．．． ．．． ．．．． ．．． ．．．． ．．．． ．．． ．．． ．．． ．．． ．．． ．．．． ．．． ．．＿ １．． ．．． ．．． ．．．＿＿ ． ．．． ．．．． ．．． ． Ｊ ．．．． ．． ．．． ．．． ： 的设 定状 态 。 “ 按 ＋” “ 键 、 一” 广 —————— ———— —— — ————— ————— ——］ ｒ—————— ———］ ： 可以在１ ９ ９ － ９ 之间任 意 Ｌ Ｉ 节点５ 主 路＋ （ 控电 键盘＋ 显示电路）卜 ＿ ．． ． ．．． ．．． ．． ． ＿＿ｆ ： ・－ Ｉ． ． ． ． ． ． Ｊ ．．无线收发模块 ＿ －Ｊ Ｌ 设置 ， 单位为秒 ， 设置 完成按“ 复 位” 键退 出 。 （ ） 线 分数 设 置 功 能 ： ５无 比 赛开始时给每组设定基本分 ， 然 曼 …………………………．…………圭羹 曼 ． ………………． 后根据答题成功 、 ． 违规等情况由 主 持 人 或 专 门人 员进 行 每 组 的 图 １ 无线 抢 答 器 系统 整 体框 图 线智能抢答器设计 Ｒ ２Ｌ ４ １

基于单片机的土壤温湿度控制系统设计

本设计通过设计电路和软件程序基本实现了土壤温湿 度监测的功能，通过本设计的实践，使本人对于电子电路设 计和软件程序的编写有了更加深入的了解和认识，能够利用 相应的单片机进行相关电路的开发，充分掌握了电子电路设 计的相应规则，使本人能够更加熟练使用智能控制系统。
图 7 系统工作流程图
4 结论
本设计利用 STC89C51RC 为控制核心设计了土壤温湿
本设计的显示模块选取 1602 液晶屏幕，此款显示装置 是为工业字符型的液晶显示，在屏幕中最多能够显示 32 个 字符。
这款液晶显示屏幕功耗低，而且其体积相对比较小，显 示的内容比较丰富。电路连接图如图 4 所示。 ■■2.5 报警模块
本设计选用蜂鸣器进行报警模块设计，其设计电路如图 5 所示。
图 5 报警电路设计原理图 ■■2.6 温湿度设定模块
2014.10 ＊ [3] 某直升机旋翼防除冰电控系统（C 型件）地面模拟试验报告
[R]，中国直升机设计研究所， 2013.09
78 | 电子制作 2018 年 7 月
对于此芯片中 CSN 为芯片的片选端口，控制芯片是否 工作，在此引脚为低电平时芯片能够正常工作；SCK 为芯 片的时钟控制线；MISO 和 MOSI 为芯片数据控制线；IRQ 为相应的中断信号，在进行相应的无线通信时主控芯片通过 此管脚进行实时通信；CE 为芯片工作模式的选择端，此端 口在片选端口工作的情况下两个端口共同决定了芯片的工 作状态。 ■■2.4 液晶显示模块
4 结论
本文提出的验证技术方法实际可行，实现了旋翼防除冰 电控系统成品验证的功能，能够在装机前验证电控子系统的 功能、性能，对电控子系统工作性能的可靠稳定性进行了考 核，为系统改进或定型提供试验依据。
参考文献 ＊ [1] 直升机电气系统详细设计，中国航空工业总公司，1993.7 ＊ [2] 某直升机电气系统详细设计报告 [R]，中国直升机设计研究所，
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引脚 与电源 、地 和单片机 的 Ｐ １ ． ２ ～ Ｐ １ ． ７ 引脚 相连即可 实现通信 的控 制 由于芯片供电电压范围为 １ ． ９ ～ ３ ． ６ ｖ ． 而单 片机供 电电压为 ５ Ｖ， 为 了让芯片正常工作需进行 电平转换Ｈ 选用电压转换芯片 Ｌ Ｍ Ｉ １ １ ７ ～ ３ ． ３ 将５ ｖ转换 为 ３ ． ３ ｖ ｃ Ｅ选择 Ｒ Ｘ、 Ｔ ｘ模 式 ： Ｉ Ｒ Ｑ低电平使能 可屏蔽 中 断： Ｃ Ｓ Ｎ低 电平使能 Ｓ Ｐ Ｉ 片选信 号 ： Ｍ Ｏ Ｓ Ｉ 和Ｍ Ｉ Ｓ Ｏ分别为 Ｓ Ｐ Ｉ 数 据输 入和输 出脚 ： Ｓ Ｃ Ｋ为 Ｓ Ｐ Ｉ 时钟。编程时 。通过对这 ６个引脚 配置和赋
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＂ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
基于 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １ 的无线温度监测 系统设计
姜心 蕊 王 泽路 王 嘉炜 李 志伟 程 晓涵 （ 中国矿业大学（ 北京＞ 机电与信息工程学院， 中国 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
【 摘 要】 本 文介 绍 了一种基 于 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １ 芯 片的无线温度 监测 系统 ， 系统 由分站 Ｐ Ｔ Ｉ Ｏ ０ 温度传感 器采 集温度 ， 经数 据处理后通过 无线芯 片传送主站 实现温度监测。该 系统可 实现 多节点、 宽范 围测温 ， 可靠性高、 安全性好 、 安 装灵 活， 对 温度 的测量具有一定意义。 【 关键词 】 测 温系统 ； ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ Ｏ １ ； Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ常生活 和工业控制 中的一种重要参 数 ， 其测 量尤为 重要。在一些 特殊测 温场合 中 ， 存 在测 点距离远 、 布线 困难 、 电磁干扰 等问题 本文设计 了一种 以短距离无线通信系统为核心的温度监测系 统， 具有温度监测范围大 、 可靠 性高 、 安全性好 、 安装 灵活等特点 。 可用 于煤矿 井下
ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ．Ａｆ ｔｅ ｒ ｄ ａ ｔ ａ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄａ ｔ ａ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｍｉ ｔ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｃ ｈ ｉ ｐ ｔ ｏ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ
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１ 系 统 整体 结构
测 温系统的整体结构如图 １ 所 示 温度监测系统由四个分站和一个主站组成 。 分站进行采 集温度 、 实时显示 并上传 主站 ： 主站 进行实时显示分站上传的温度数据 、 设置报警 上 下限并进行超限报警。系统工作原理是 ： 温度传 感器将被测液体温度变化转化为 电阻的变 化 ． 经 过桥式电路转换为电压变化 ．输入放大器放 大 ． 通过模 数转换后输入单片机。 液晶屏 对温度 进行 实时动态显 示 。分 站和主 站通信采用 无线芯 片 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １ ．主站显示 报警上下 限和四路分站 上 传的温度数 据 ． 通过按 键修改 上下 限． 当任一 路 或几路温度超 限 ．相 应的蜂鸣器 响并且 Ｌ Ｅ Ｄ灯
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