基于無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)計(jì)

1、 學(xué)校代碼： 10128學(xué) 號(hào)： 201010203005 本科畢業(yè)說(shuō)明書(shū)（題 目： 基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：田羽學(xué) 院：信息工程系 別：電子信息工程專(zhuān) 業(yè)：電子信息工程班 級(jí)：電子10-1指導(dǎo)教師：荀延龍 副教授二一四年六月 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 摘 要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為溝通模擬域與數(shù)字域的必不可少的橋梁在工作自動(dòng)化儀表等諸多領(lǐng)域起著非常重要的作用。在諸多工業(yè)控制場(chǎng)合需要對(duì)環(huán)境的溫度、濕度、壓力、液位等等進(jìn)行監(jiān)控，為了監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況，巡檢人員和維修人員經(jīng)常需要到現(xiàn)場(chǎng)查看信息。由于現(xiàn)場(chǎng)的分散性和其運(yùn)行環(huán)境的危險(xiǎn)性等諸多因素，為減少工時(shí)損失和營(yíng)造舒適的工作環(huán)境，需要

2、采集現(xiàn)場(chǎng)信息監(jiān)控設(shè)備。而數(shù)據(jù)采集是系統(tǒng)的核心部分，其性能直接影響著系統(tǒng)的性能。 本文采用單片機(jī)和ADC0809和光敏電阻設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款LED狀態(tài)采集及數(shù)據(jù)傳輸顯示系統(tǒng)。本文介紹的重點(diǎn)是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，而該系統(tǒng)硬件部分的重心在于單片機(jī)。數(shù)據(jù)采集與通信控制采用了單片機(jī)AT89C52來(lái)實(shí)現(xiàn)，硬件部分是以單片機(jī)為核心，還包括數(shù)據(jù)采集模塊，并將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)nRF905無(wú)線(xiàn)通信模塊傳輸出去。完成了系統(tǒng)和方案論證到硬件和軟件的全部設(shè)計(jì)，并采用proteus仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)電路的采集數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)部分進(jìn)行仿，在無(wú)線(xiàn)傳輸過(guò)程中用有線(xiàn)串口傳輸代替無(wú)線(xiàn)串口傳輸進(jìn)行仿真，達(dá)到了預(yù)定的數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)記錄-數(shù)據(jù)傳

3、送-數(shù)據(jù)顯示功能。關(guān)鍵字：數(shù)據(jù)采集、單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)碼顯示。 Abstract Data acquisition system as a communication analog domain and digital domain essential bridge plays a very important role in the work of automated instrumentation and many other areas. In many industrial control applications need to ambient temperature, humi

4、dity, pressure, level, etc. are monitored, in order to monitor the operation of the equipment, inspection and maintenance personnel often need to view information on the site. Because the field of dispersion and its dangerous operating environment and other factors, to reduce lost work time and crea

5、te a comfortable working environment, the information to be collected on-site monitoring equipment. The data acquisition is a core part of the system, its performance directly affects the performance of the system. In this paper, microcontroller and ADC0809 and photoresistor design and implement a L

6、ED status display collection and transmission system. Focus of this paper is the data acquisition system, and the hardware part of the center of gravity of the system lies in the microcontroller. Data acquisition and communication control using AT89C52 microcontroller to implement the hardware part

7、is a microcontroller core, also includes data acquisition module, and the collected data out through the nRF905 wireless communication module. Complete systems and demonstration program to all of the hardware and software design and use proteus simulation software for data collection and transmissio

8、n of data display circuit design data portion imitation, in the wireless transmission process using wired instead of wireless serial transmission serial transmission simulation, reached a predetermined data acquisition - data Logging - data Transfer - data display.Keywords: data acquisition, SCM,. A

9、nalog to digital converter, digital display. 目 錄緒 論11課題研究的背景意義12相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀13論文的主要工作1第一章 系統(tǒng)的方案選擇與論證21.1設(shè)計(jì)任務(wù)和要求21.2設(shè)計(jì)總體方案論證21.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則21.3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原則31.4選擇器件41.4.1光敏電阻41.4.2單片機(jī)的選擇51.4.3模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇51.4.4無(wú)線(xiàn)通信模塊的選擇61.4.5顯示裝置7第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)82.1無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹82.2AT89C52單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)92.2.1AT89C52概述：92.2.2主要性能參數(shù)：102.2.3引腳說(shuō)明：

10、102.3供電電路模塊設(shè)計(jì)132.3.1單片機(jī)的供電電路132.3.2 NRF905供電電路142.4復(fù)位和晶振電路模塊設(shè)計(jì)152.5  數(shù)據(jù)采集模塊162.5.1光敏電阻的介紹以及以及接法：162.5.2ADC0809的介紹和接法：182.6 NRF905通信設(shè)計(jì)212.7LED顯示電路如圖2.15顯示部分232.8.本章小結(jié)23第三章 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)24結(jié) 論27參考文獻(xiàn)28附 錄30設(shè)計(jì)原理圖：301發(fā)送端原理圖：302接收端原理圖：31源程序：311從機(jī)程序：312主機(jī)接受程序：343AD子程序：354串口子程序：38謝 辭40緒 論1課題研究的背景意義信

11、號(hào)采集與控制系統(tǒng)以工業(yè)生產(chǎn)中的各種參數(shù)為控制目的，實(shí)現(xiàn)各種過(guò)程控制。在工業(yè)控制領(lǐng)域，相比傳統(tǒng)的有線(xiàn)方式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是在不好布線(xiàn)的場(chǎng)合或采集點(diǎn)經(jīng)常發(fā)生變化的場(chǎng)合，低功耗的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在工業(yè)控制和測(cè)量領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，基于這種實(shí)際需要的考慮，本文采用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)一款無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過(guò)采集傳感器輸出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行分析、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)和顯示。目前在2.4GHz非授權(quán)頻段上,云集了藍(lán)牙、Wi-Fi、Zigbee等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線(xiàn)協(xié)議。具有帶寬高（ 2Mbps），雙向傳輸，抗干擾性強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)（

12、短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)范圍），耗電少的優(yōu)點(diǎn)，用于無(wú)線(xiàn)鍵鼠等室內(nèi)場(chǎng)合。但是2.4G頻率的無(wú)線(xiàn)電波的衍射性能差。nRF905無(wú)線(xiàn)芯片是有挪威NORDIC公司出品的低于1GHz無(wú)線(xiàn)數(shù)傳芯片，主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM頻段。芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。本文設(shè)計(jì)的模塊具有簡(jiǎn)單、成本低和可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。非常適合于低功耗、低成本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)1。3論文的主要工作本文的工作主要是設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，作者在進(jìn)行了大量的文獻(xiàn)閱讀之后，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體方案，并將設(shè)計(jì)方案在Proteus中進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在

13、論文中作者主要做了如下具體的工作：(1) 閱讀了大量參考文獻(xiàn)，了解了該設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義和課題當(dāng)前研究現(xiàn)狀。(2) 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)要求的分析，給出了該設(shè)計(jì)的整體方案。(3) 完成了系統(tǒng)各個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)。(4) 完成了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。(5) 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在Protues中仿真驗(yàn)證。第一章 系統(tǒng)的方案選擇與論證1.1設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集裝置，具有采集LED、七段數(shù)碼管、多段數(shù)碼管及點(diǎn)陣LED狀態(tài)具有數(shù)據(jù)記錄、顯示、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能。工作溫度范圍-20-100。1.2設(shè)計(jì)總體方案論證本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能是：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的LED顯示狀態(tài)，并且具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)端顯示功能，用以

14、監(jiān)測(cè)環(huán)境復(fù)雜地區(qū)設(shè)備信息和現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，做到在遠(yuǎn)端根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況的功能。本系統(tǒng)主要分為以下三個(gè)模塊：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊。數(shù)據(jù)采集模塊使用光敏電阻配合電壓比較器和溫度傳感器配合ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采集到的電壓值傳給單片機(jī)。數(shù)據(jù)傳輸模塊主要由兩塊無(wú)線(xiàn)傳輸模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)顯示采用LED顯示當(dāng)前LED工作狀態(tài)和溫度。采集端單片機(jī)，主要任務(wù)是把采集到的模擬量經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器送先送給LED現(xiàn)場(chǎng)記錄，然后把數(shù)據(jù)送給無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊。無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)端單片機(jī)，最后通過(guò)LED進(jìn)行顯示，這樣可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作情況。1.3系

15、統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1.3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原則(1) 注重設(shè)計(jì)成本注重設(shè)計(jì)成本就要求設(shè)計(jì)師在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)的基本前提下，盡可能的降低設(shè)計(jì)成本，使設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有最高的性?xún)r(jià)比，因?yàn)橹挥懈咝詢(xún)r(jià)比的設(shè)計(jì)才有實(shí)用價(jià)值，這是硬件設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮的一個(gè)主要因素，也是一個(gè)產(chǎn)品爭(zhēng)取市場(chǎng)的主要因素之一。(2) 高可靠性由于設(shè)計(jì)產(chǎn)品使用的環(huán)境各不相同，由于本設(shè)計(jì)是一款自動(dòng)化儀表，所以需要考慮環(huán)境的溫度、壓力、濕度和粉塵要求。以保認(rèn)在規(guī)定的下作環(huán)境下系統(tǒng)能可靠的溫度工作。需要考慮將額設(shè)計(jì)、過(guò)載保護(hù)、防誤操作損壞器件、還要主要防止交流強(qiáng)電對(duì)于弱點(diǎn)系統(tǒng)的干擾，從而保證系統(tǒng)具有要求的精度。 (3) 器件常見(jiàn)在同樣能滿(mǎn)足條件的情況下，優(yōu)先

16、考慮產(chǎn)量大，最常見(jiàn)的電子元器件。這是因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的元器件由于產(chǎn)量大，往往成本會(huì)低。另外在系統(tǒng)的在產(chǎn)品維修和更換元器件的時(shí)候會(huì)很方便。(4) 可擴(kuò)展性系統(tǒng)設(shè)計(jì)要給產(chǎn)品的升級(jí)換代留有一定的空間，不至于在每次產(chǎn)品換代的時(shí)候都完全重新設(shè)計(jì)硬件規(guī)劃，而且要多系統(tǒng)軟件的擴(kuò)展留有空間。1.3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原則(1) 結(jié)構(gòu)合理程序應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)。這不僅有利于程序的進(jìn)一步擴(kuò)充，而且也有利于程序的修改和維護(hù)。在程序編序時(shí)，要盡量使得程序的層次分明，易于閱讀和理解，同時(shí)還可以簡(jiǎn)化程序，減少程序?qū)τ趦?nèi)存的使用量。當(dāng)程序中有經(jīng)常需要加以修改或變化的參數(shù)時(shí)，應(yīng)該設(shè)計(jì)成獨(dú)立的參數(shù)傳遞群序，避免程序的頻繁修改。(2)

17、操作性能好操作性能好簡(jiǎn)單的說(shuō)就是操作簡(jiǎn)單，不需要特別的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，使用者就能輕松的學(xué)會(huì)操作，這就要求程序在開(kāi)發(fā)的時(shí)候應(yīng)該考慮如何降低對(duì)操作人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的要求，這一點(diǎn)對(duì)于本系統(tǒng)尤其重要。(3) 可自動(dòng)糾錯(cuò)可自動(dòng)糾錯(cuò)要求設(shè)計(jì)具有一點(diǎn)的檢驗(yàn)和定位故障的能力，對(duì)于重要的數(shù)據(jù)信息應(yīng)該及時(shí)做好存儲(chǔ)和備份，防止系統(tǒng)突然掉電而造成重要數(shù)據(jù)丟失。 (4) 代碼格式規(guī)范編寫(xiě)出的程序代碼格式要清晰，另外給出必要的程序說(shuō)明。這樣對(duì)日后的修改和他人的閱讀都有巨大幫助，亦方便團(tuán)隊(duì)合作。1.4選擇器件1.4.1光敏電阻光敏電阻又稱(chēng)光敏電阻器或光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作

18、材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，又稱(chēng)為光電導(dǎo)探測(cè)器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。還有另一種入射光弱，電阻減小，入射光強(qiáng)，電阻增大 光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換2。根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器、紅外光敏電阻器、可見(jiàn)光光敏電阻器。光敏電阻的主要參數(shù)是：1、光電流、亮電阻。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時(shí)，流過(guò)的電流稱(chēng)為光電流，外加電壓與光電流之比稱(chēng)為亮電阻，常用“100LX”表示。2、暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加電壓下，

19、當(dāng)沒(méi)有光照射的時(shí)候，流過(guò)的電流稱(chēng)為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱(chēng)為暗電阻，常用“0LX”表示。3、靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值（暗電阻）與受光照射時(shí)的電阻值（亮電阻）的相對(duì)變化值。4、光譜響應(yīng)。光譜響應(yīng)又稱(chēng)光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長(zhǎng)的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長(zhǎng)下的靈敏度畫(huà)成曲線(xiàn)，就可以得到光譜響應(yīng)的曲線(xiàn)。5、光照特性。光照特性指光敏電阻輸出的電信號(hào)隨光照度而變化的特性。從光敏電阻的光照特性曲線(xiàn)可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開(kāi)始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下，該特性為非線(xiàn)性。6、伏安特性曲線(xiàn)。伏

20、安特性曲線(xiàn)用來(lái)描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對(duì)于光敏器件來(lái)說(shuō)，其光電流隨外加電壓的增大而增大。7、溫度系數(shù)。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。8、額定功率。額定功率是指光敏電阻用于某種線(xiàn)路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。1.4.2單片機(jī)的選擇目前單片機(jī)主要包括8位機(jī)，16位機(jī)和32位機(jī)，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和系統(tǒng)的復(fù)雜程度，考慮到設(shè)計(jì)成本的問(wèn)題，采用8位單片機(jī)，在8位機(jī)中最經(jīng)典的51系列單片機(jī)完全能勝任這個(gè)任務(wù)，所有采用51系列的單片機(jī)。而考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性要選用工業(yè)級(jí)的AT89C52。核心控制部分選

21、擇AT89C52單片機(jī)，AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用9。 1.4.3模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇這里選用ADC0809做模數(shù)轉(zhuǎn)換器，ADC0809是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器10。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通

22、8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間位100us左右。主要特性：1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕?）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s(時(shí)鐘為640KHz時(shí))，130s（時(shí)鐘為500KHz時(shí)）。4）單個(gè)+5V電源供電。5）模擬輸入電壓范圍0+5V，不需零點(diǎn)和滿(mǎn)刻度校準(zhǔn)。6）工作溫度范圍為-40+85攝氏度。7）低功耗，約15mW。 1.4.4無(wú)線(xiàn)通信模塊的選擇目前較為常用的無(wú)線(xiàn)通信模塊包括NRF24L01、Si4432以及NRF905。NRF24L01是一款單片射頻收發(fā)芯片，該芯片工作在2.4 GHz2.5 GHz頻段。芯片內(nèi)部集成了頻率合成器、晶體振蕩

23、器、調(diào)制器等功能模塊、功率放大器，并采用了ShockBurst技術(shù)，可以配置輸出功率和通信頻道。NRF24L01工作的頻率為2.4G，它具有較高的傳輸速率，但是由于頻率較高改模塊的衍射性能較差11。另外傳輸距離也比較近。所以本設(shè)計(jì)中沒(méi)有采用NRF24L01。Si4432是一款低于1GHz高性能射頻收發(fā)器。其主要針對(duì)工業(yè)、科研和醫(yī)療(ISM)以及短距離無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備(SRD)。SI4432輸出功率可達(dá)+20dBm，接收靈敏度達(dá)到-121dBm，可提供對(duì)數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖FIFO、接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)、空閑信道評(píng)估(CCA)、喚醒定時(shí)器、低電壓檢測(cè)、溫度傳感器、8位AD轉(zhuǎn)換器和通用輸入/輸

24、出口等功能的硬件支持。Si4432的主要特性如下：工作頻段： 240.0MHz930.0MHz、最大發(fā)射功率：20dBm、支持0.123kbps256kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率、支持多種調(diào)制模式(OOK、FSK、GFSK)。提供對(duì)同步字檢測(cè)、地址校驗(yàn)、靈活的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度以及自動(dòng)CRC處理的支持。Si4432具有較高的傳輸距離。也具有較好的衍射效果，但是Si4432配置過(guò)程比較復(fù)雜。Si4432更適合點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，組網(wǎng)能力較差?？紤]到設(shè)計(jì)中對(duì)于組網(wǎng)的考慮。本設(shè)計(jì)中選擇了更適合組網(wǎng)的NRF905芯片。nRF905無(wú)線(xiàn)芯片是有挪威NORDIC公司出品的低于1GHz無(wú)線(xiàn)數(shù)傳芯片，主要工作于433MHz、868

25、MHz和915MHz的ISM頻段。芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置12。非常適合于低功耗、低成本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該模塊的性能參數(shù)如下：422.4473.5MHz工作頻段；512個(gè)通訊頻道，滿(mǎn)足多點(diǎn)通訊、分組、跳頻等應(yīng)用需求，通道切換時(shí)間6us；發(fā)射功率可設(shè)置為：10dBm、6dBm、-2dBm和-10dBm；通過(guò)SPI接口與MCU連接；支持50kbps傳輸速率；ShockBurst傳輸模式，自動(dòng)生成前導(dǎo)碼和CRC校驗(yàn)碼。工作電壓范圍：1.9V3.6V，待機(jī)模式下電流僅為12.5A；工作溫度范圍：-40+85。nRF905采用Nord

26、ic公司的VLSI ShockBurst技術(shù)。ShockBurst技術(shù)使nRF905能夠提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，而這種高速的傳輸?shù)臅r(shí)鐘不依賴(lài)于MCU13。MCU只需要按照自己的速度通過(guò)SPI接口將數(shù)據(jù)傳遞給NRF905，剩下的數(shù)據(jù)打包和發(fā)送全都都由NRF905來(lái)完成6。這樣極大的減少了MCU的工作，能讓MCU有更多的時(shí)間去完成其他工作。另外NRF905也大大的降低了應(yīng)用電流，提高了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)NRF905能通過(guò)時(shí)分復(fù)用的方法完成半雙工無(wú)線(xiàn)通信。NRF905的一大特點(diǎn)是能采用ShockBurst的工作模式。在這種模式下，NFR905在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候。芯片自動(dòng)在數(shù)據(jù)前添加前導(dǎo)碼和地址碼在數(shù)據(jù)后面

27、添加CRC校驗(yàn)碼。而在接收端數(shù)據(jù)自動(dòng)匹配地址，完成CRC校驗(yàn)和數(shù)據(jù)的提取。大大提高的無(wú)線(xiàn)通信的效率?？s短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間7。綜上所述選擇NRF905芯片更適合本系統(tǒng)。1.4.5顯示裝置 采用LED顯示器位顯示，共陽(yáng)極接法，并且采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由兩大部分構(gòu)成，即采集發(fā)送模塊和接收顯示模塊。采集發(fā)送模塊負(fù)責(zé)采集處理數(shù)據(jù)傳送給發(fā)送端單片機(jī)顯示；接收顯示模塊負(fù)責(zé)接收發(fā)送端發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并送顯示。在環(huán)境較為復(fù)雜的地區(qū)通過(guò)這些模塊系統(tǒng)可以采集遠(yuǎn)端的工作情況，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)框圖如下圖2-1發(fā)送端框圖和圖2-2接收端框圖。單片機(jī)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)

28、換電源晶振復(fù)位顯示無(wú)線(xiàn)發(fā)送電壓比較器光敏電阻圖2-1發(fā)送端框圖單片機(jī)電源晶振復(fù)位無(wú)線(xiàn)接收顯示圖2-2接收端框圖2.2AT89C52單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2.2.1AT89C52概述：AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。AT89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I

29、/O口線(xiàn)，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)響亮2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89C52可降至0HZ靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。AT89C52單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價(jià)的方案。故此選用AT89C52單片機(jī) AT89C52單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與MCS-51系列單片機(jī)的構(gòu)成基本相同。CPU是由運(yùn)算器和控制器所構(gòu)成的。運(yùn)算器主要用來(lái)對(duì)操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算和位操作的?？?/p>

30、制器是單片機(jī)的指揮控制部件，主要任務(wù)的識(shí)別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)而協(xié)調(diào)地工作。它的程序存儲(chǔ)器為8K字節(jié)可重擦寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器，閃爍存儲(chǔ)器允許在線(xiàn)+5V電擦除、電寫(xiě)入或使用編程器對(duì)其重復(fù)編程。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器比51系列的單片機(jī)相比大了許多為256字節(jié)RAM。AT89C52單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳功能與MCS-51的完全兼容。AT89C52的硬件結(jié)構(gòu)如圖2-3硬件結(jié)構(gòu)所示： 圖2-3硬件結(jié)構(gòu)2.2.2主要性能參數(shù)：1、兼容MCS51指令系統(tǒng)；2、32個(gè)雙向I/O口；3、8kB的可反復(fù)擦寫(xiě)FLASH ROM；4、1000次的可擦寫(xiě)周期；5、256x8bi

31、t的內(nèi)部RAM；6、時(shí)鐘頻率0-24MHz；7、3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷；8、2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源；9、2個(gè)串行中斷，可編程UART串行通道；10、有2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線(xiàn)，3級(jí)加密位；11、有低功耗空閑和掉電模式，還有軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；12、有PQFP、PDIP、TQFP以及PLCC等幾種封裝形式，方便適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。2.2.3引腳說(shuō)明： 單片機(jī)AT89C52的引腳圖2-4 C52引腳圖所示： 圖2-4 C52引腳圖Vcc：電源電壓 GND：接地 P0口：P0口是一組有8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，也可以說(shuō)是地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位可以

32、用吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路，作為高阻抗輸入端用時(shí)，P0寫(xiě)“1”。在訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻3。 在Flash 編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與AT89C

33、51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），見(jiàn)表2-1 P1.0和P1.1口第二功能。表2-1 P1.0和P1.1口第二功能P2口：P2是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。端口P2作輸入口時(shí)，寫(xiě)“1”，然后通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平；作輸入口時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，所以某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流()。  在訪問(wèn)16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，P2

34、口將送出高8 位的地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX RI 指令）時(shí)，P2口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。 。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路。作為輸入端口時(shí)，對(duì)P3口寫(xiě)“1”，同時(shí)被內(nèi)部上拉電阻拉高。此時(shí)，被外部拉低的P3口會(huì)由上拉電阻輸出電流（）。  P3口除了具有作為一般的I/O口線(xiàn)的功能外，更重要的是它的第二功能，如表2-2 P3口的第二功能 所示。除此之外，P3 口還接收一些用于Flash閃速

35、存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 表2-2 P3口的第二功能PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，也就是說(shuō)輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平使單片機(jī)復(fù)位。EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。欲使CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端

36、狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V 編程電壓Vpp。ALE/PROG： 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。

37、 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無(wú)效。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。2.3供電電路模塊設(shè)計(jì)電源模塊作為任何一個(gè)設(shè)計(jì)都不可回避的部分，在各個(gè)設(shè)計(jì)中其中很重要的作用，考慮到使用方便的原因，本設(shè)計(jì)中采用5V電池的直流供電。2.3.1單片機(jī)的供電電路1供電電路如圖

38、2.5圖2-52 LM7805介紹：7805 系列為 3 端正穩(wěn)壓電路,TO-220 封裝，能提供多 種固定的輸出電壓，內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱和過(guò)載保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá) 1A。此外它具有5個(gè)特點(diǎn)：輸出電流可達(dá) 1A ，輸出電壓有：5V ，過(guò)熱保護(hù)， 短路保護(hù) ，輸出晶體管 SOA 保護(hù)。由于本系統(tǒng)使用小容量直流電源,所以選用線(xiàn)性電源LM7805比選用開(kāi)關(guān)電源更合適。引腳：VIN：輸入電壓GND：接地VOUT：輸出線(xiàn)性電壓。2.3.2 NRF905供電電路由于設(shè)計(jì)中的nrf905需要3.3V供電，而其他包括單片機(jī)在內(nèi)的部分需要5V供電，所以在該部分設(shè)

39、計(jì)需要生成3.3V電源，電源芯片采用AMS1117。具體的設(shè)計(jì)電路如下圖2-6 nrf905供電圖所示：圖2-6 nrf905供電圖1Asm1117介紹：asm1117是一個(gè)正向低壓降穩(wěn)壓器，在1A的電流下壓降為1.2V。它的固定輸出電壓為1.5V、1.8V、2.5V、2.85V、3.0V、3.3V、5V和可調(diào)版本，同時(shí)它就有限流功能，過(guò)熱切斷8。工作溫度范圍：-40度125度2.4復(fù)位和晶振電路模塊設(shè)計(jì)復(fù)位電路和晶振電路是單片機(jī)工作的最基本電路，如下圖2-7單片機(jī)最小系統(tǒng)：圖2-7 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是有時(shí)鐘電路提供的。在單片機(jī)的  XTAL1和 

40、;XTAL2 管腳，按圖 2-7所示接上晶振和電容就夠成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路。圖中電容C2、C3對(duì)晶振頻率有微調(diào)的作用，通常的取值范圍為（30+10pf）。石英晶體選擇 12MHz，選擇不同的石英晶體，其結(jié)果只是機(jī)器周期不同。本系統(tǒng)采用晶振時(shí)鐘電路17。外部晶振以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格要求，但電容的大小多少會(huì)影響振蕩器頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和穩(wěn)定性。外接晶振時(shí)，C1和C2通常選擇30pf,晶振采用12MHz。上電復(fù)位原理：VCC上電時(shí),C充電,100K電阻上出現(xiàn)電壓,使得單片機(jī)復(fù)位；幾毫

41、秒C充滿(mǎn),100K電阻上電流降0,電壓也0,使得單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)手動(dòng)復(fù)位原理：工作期間,按下K,C放電,K松手,C又充電,10K電阻上出現(xiàn)電壓,使得單片機(jī)復(fù)位,幾毫秒,單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)2.5  數(shù)據(jù)采集模塊 數(shù)據(jù)采集模塊是將將光敏電阻配合電壓比較器采集到的狀態(tài)和溫度壓力等模擬量?jī)啥穗妷和ㄟ^(guò)ADC0809將測(cè)得的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)量，然后送給單片機(jī)處理。如圖2-8光敏電阻圖：2.5.1光敏電阻的介紹及接法：圖2-8 光敏電阻圖光敏電阻的介紹：光敏電阻原理：光敏電阻又稱(chēng)光導(dǎo)管，是根據(jù)半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的光電器件。某些半導(dǎo)體在沒(méi)有光線(xiàn)作用時(shí)，阻值很高；當(dāng)有光線(xiàn)作用時(shí)，導(dǎo)電性

42、能提高，阻值下降，并且光照越強(qiáng)，阻值下降越多，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光導(dǎo)效應(yīng)。光敏電阻的參數(shù)：光敏電阻在室溫照射條件下，沒(méi)有光線(xiàn)作用時(shí)測(cè)得的穩(wěn)定電阻值稱(chēng)為暗電阻。此時(shí)流過(guò)光敏電阻的電流稱(chēng)為暗電流；亮電阻與亮電流：光敏電阻在某一光線(xiàn)作用時(shí)所測(cè)得的穩(wěn)定電阻值，稱(chēng)為該光照下的亮電阻，此時(shí)流過(guò)光敏電阻的電流稱(chēng)為亮電流；光電流：亮電流與暗電流之差稱(chēng)為光電流。光電流越大，光敏電阻靈敏度越高。光敏電阻的特性：光敏電阻具有非線(xiàn)性的光照特性，隨著光強(qiáng)度增大，光敏電阻靈敏度下降。光敏電阻在電壓下，光強(qiáng)越大，光敏電阻的光電流就越大。光敏電阻在溫度升高時(shí)，暗電流和靈敏度隨之下降。2光敏電阻的連接：采用光敏電阻分壓電路，先將光敏

43、電阻與固定電阻串聯(lián)，然后將光敏電阻的的一端和電壓比較器相連如圖2-9連接圖.圖2-9連接圖3對(duì)光敏電阻的說(shuō)明：光敏電阻電壓的計(jì)算公式：RX:固定電阻=UX：（5-UX） ，其中RX為光敏電阻，UX是光敏電阻的電壓，固定電阻可知。2.5.2ADC0809的介紹和接法：圖2-10ADC0809原理圖1對(duì)ADC0809的介紹：ADC0809的原理圖如圖2-10所示，內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖2-11所示。圖2-11 ADC0809邏輯結(jié)構(gòu)圖圖中多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì)A、B、C 3個(gè)地址位進(jìn)行鎖

44、存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連。表2-3為通道選擇表。                            表2-3通道選擇表 對(duì)ADC0809主要信號(hào)引腳的功能說(shuō)明如下16： IN7IN0模擬量輸入通道 ALE地址鎖存允許信號(hào)。對(duì)應(yīng)ALE上跳

45、沿，A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 START轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。START上升沿時(shí)，復(fù)位ADC0809；START下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在A/D轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持 低電平，轉(zhuǎn)換時(shí)間為左右。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫(xiě)為ST.A、B、C地址線(xiàn)。 通道端口選擇線(xiàn)，A為低地址，C為高地址，引腳圖中為ADDA，ADDB和ADDC。其地址狀態(tài)與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表9-1。CLK時(shí)鐘信號(hào)。ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。通常使用頻率為500KHz的時(shí)鐘信號(hào)EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢(xún)的

46、狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。D7D0數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線(xiàn)直接相連。D0為最低位，D7為最高OE輸出允許信號(hào)。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線(xiàn)呈高阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。Vcc +5V電源。Vref參考電源參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V). 2ADC0809的接法如圖2-12：2-12ADC0809和單片機(jī)連接圖2.6 NRF905通信設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中采用NRF905作為無(wú)線(xiàn)通信模塊，NRF905采用單獨(dú)的一個(gè)子

47、板設(shè)計(jì)，倆個(gè)NRF905分別做發(fā)送端和接收端，當(dāng)TX_EN=1,TRX_CE=0時(shí)為選定發(fā)送數(shù)據(jù)功能；當(dāng)TX_EN=0,TRX_CE=1時(shí)選定接受數(shù)據(jù)功能4，如圖2-13 NRF905原理圖。圖2-13 NRF905原理圖NRF905外圍電路如圖2-14外圍電路所示：圖2-14 外圍電路1對(duì)NRF905的說(shuō)明：NRF905是一款單片型射頻收發(fā)芯片，其工作于433/868/915MHz的ISM頻段14。芯片內(nèi)置集成頻率合成器、解調(diào)接收鏈、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器以等功能模塊5。l工作電壓：1.93.6V l工作電流：接收:12.5 mA；發(fā)射:11 mA -10 dBm RF輸出功率；30

48、mA+10dBm RF輸出功率；待機(jī):2.5uANRF905的電路參數(shù)如表2-4參數(shù)表：表2-4參數(shù)表參數(shù)值單位最小電源電壓1.9V最大發(fā)射功率10dBm數(shù)據(jù)傳輸速率50kbps發(fā)射中提供電流（傳輸功率為- 10dBm）9mA接收中提供電流12.5mA溫度范圍-40+85典型靈敏度-100dBm在掉電模式下電流2.5uA引腳如下：GND：接地 VCC:1.93.6 power TX_EN：設(shè)置接收發(fā)送模式，TX_EN=”1”TX mode, TX_EN=”0”RX mode 高電平為發(fā)送模式，低電平為接收TRE_CE：接收和發(fā)送使能POW_UP：上電UPCLK：輸出時(shí)鐘CD ：載波檢測(cè)AM：地

49、址匹配DR：接收和發(fā)送數(shù)據(jù)準(zhǔn)備MISO：SPI輸出MOSI：SPI輸出SCK：SPI時(shí)鐘CSN：SPI使能（低電平有效）2 NRF905接法: 除電源VCC和接地端，其余腳都可以直接和普通的5V單片機(jī)IO口直接相連，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換。與51系列單片機(jī)P0口連接時(shí)候，需要加10K的上拉電阻，與其余口連接不需要。2.7LED顯示電路如圖2-15顯示部分圖2-15 顯示部分顯示部分采用共陽(yáng)極接法，通過(guò)三極管驅(qū)動(dòng)LED動(dòng)態(tài)掃描顯示。2.8.本章小結(jié)在本章中完成了系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，包括電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)、采集模塊、LED顯示功能、和NRF905電路設(shè)計(jì)。本章是后面軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 第三章 單片機(jī)軟件設(shè)

50、計(jì)本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)傳輸和顯示功能，數(shù)據(jù)采集部分就是通過(guò)模擬數(shù)據(jù)通過(guò)ADC0809轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后將采集到的數(shù)據(jù)在主機(jī)顯示，然后通過(guò)無(wú)線(xiàn)收發(fā)NRF905傳送數(shù)據(jù)到接受端單片機(jī)，并且送數(shù)碼管顯示。其系統(tǒng)程序框圖如下3-1主程序圖和3-2AD轉(zhuǎn)換子程序圖主程序初始化配置串口AD轉(zhuǎn)換子程序串口發(fā)送數(shù)據(jù)主機(jī)初始化判斷是否接到信號(hào)中斷并接收數(shù)據(jù)是否 接受完關(guān)閉中斷主機(jī)顯示數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)3-1主程序圖選擇通道P11置為輸入口選通道口采數(shù)據(jù)開(kāi)始AD轉(zhuǎn)換AD轉(zhuǎn)換暫停是否轉(zhuǎn)換8次否是AD轉(zhuǎn)換結(jié)束是否OE=1是否輸出數(shù)據(jù)3-2 AD轉(zhuǎn)換子程序圖結(jié) 論本文的工作主要是設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)

51、的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，作者在進(jìn)行了大量的文獻(xiàn)閱讀之后，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體方案。文章主要分為三個(gè)模塊：數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊。采集模塊用光敏電阻采集LED狀態(tài)，用ADC0809去測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的電壓溫度等數(shù)據(jù)。用NRF905無(wú)線(xiàn)傳輸模塊去進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)用LED動(dòng)態(tài)掃描進(jìn)行顯示?；就瓿闪嗽O(shè)計(jì)電路圖，可以實(shí)現(xiàn)采集傳輸數(shù)據(jù)的基本功能。設(shè)計(jì)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的LED顯示狀態(tài)，并且具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)端顯示功能，用以監(jiān)測(cè)環(huán)境復(fù)雜地區(qū)設(shè)備信息和現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，做到在遠(yuǎn)端根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況的功能。這樣可以及時(shí)的去檢測(cè)可能發(fā)生的事故及時(shí)去處理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題由于本文

52、作者水平有限，在論文中并沒(méi)有將采集具體參數(shù)以及采集范圍體現(xiàn)出來(lái)，并且許多電路參數(shù)沒(méi)有進(jìn)行細(xì)致的研究，在本論文的基礎(chǔ)上也可以在與PC機(jī)的傳輸中也可以通過(guò)RS232電平轉(zhuǎn)換電路這樣可以建立由數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理的端口。文中無(wú)線(xiàn)模塊應(yīng)用的NRF905相比GPRS技術(shù)具有一些不足，例如GPRS的傳輸距離比較遠(yuǎn)，對(duì)本設(shè)計(jì)來(lái)講更適合應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1 高章飛,朱善安. 基于MSP430和nRF905的多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)通訊模塊J. 2006,9:6-8 2 鄧海龍.傳感器與己檢測(cè)技術(shù)M.北京.中國(guó)紡織出版社.2000:82833 裴巖,劉利民.單片機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐M. 內(nèi)蒙古.內(nèi)蒙古大學(xué)出版社.2002:784 李

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