基于單片機(jī)的礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

I摘要煤炭是中國的主要能源，確保煤礦的安全生產(chǎn)對(duì)中國的能源工業(yè)具有重要意義。以AT89C51單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的采礦環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要包括控制模塊，信息收集模塊，顯示模塊，無線傳輸模塊和報(bào)警模塊。溫度和濕度傳感器以及甲烷濃度傳感器收集有關(guān)地下空氣質(zhì)量的信息，無線模塊將收集的信息傳輸?shù)娇刂浦行模瑔纹瑱C(jī)通過顯示模塊和警報(bào)模塊以及地下環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和判斷，來實(shí)時(shí)監(jiān)控。這種設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)采礦環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控和無線傳輸。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉，操作簡便，適用性強(qiáng)。關(guān)鍵詞：礦井監(jiān)測(cè)；單片機(jī)；報(bào)警；無線傳輸IMonitoringsystemBasedonMthesafeproductionofcoalmine.AsystembasedonMCUofAT89C51isdesignedtomonitorEnvironmentalParametersofMine.collectionmodule,displaymodule,wirelessTemperatureandhumiditysensorsandmethaneconceinformationofmine.Wirelessmodulesendstheinformationtothecontrolcenter.TheMCUprocessesthedata.Therealtimemonitoringofundergroundenvironmentofmineisrealizedbydisplaymoduleandalarmmodule.Thedesignrealizedthereal-timedetectionandwirelesstransmissionofmineenvironment.AndthesystemhasthecharacteristicsofstableI 31.1研究背景與發(fā)展現(xiàn)狀 31.2研究主要內(nèi)容 41.3內(nèi)容研究的意義 4 52.1總體方案論述 52.2方案一的論述 52.2.1方案一的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 2.2.2方案一的設(shè)計(jì)方法 72.2.3方案一的優(yōu)缺點(diǎn) 72.3方案二的論述 72.3.1方案二的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 72.3.2方案二的設(shè)計(jì)方法 2.3.3方案二的優(yōu)缺點(diǎn) 92.4方案的選擇 9第三章.硬件電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 3.1采集模塊 3.1.1DHT21簡介 3.1.2MQ-4簡介 3.13ADC0809簡介 3.2A/D轉(zhuǎn)換模塊 3.2.1A/D的轉(zhuǎn)換原理 3.2.2工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 3.2.3ADC0809與單片機(jī)連接電路 3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 3.3.2復(fù)位電路 3.3.3晶振電路 3.3.4單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 3.6報(bào)警及鍵盤控制模塊 3.7電源模塊 3.8實(shí)現(xiàn)結(jié)果 4.1系統(tǒng)流程分析 4.2溫濕度采集及處理函數(shù) 4.3MQ-4甲烷濃度傳感器檢測(cè)流程設(shè)計(jì) 4.4A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) 4.5NRF905無線發(fā)送/中繼/接收程序 4.6報(bào)警程序與鍵盤控制程序 第五章.總結(jié) 5.1問題與處理 5.2展望 致謝 參考文獻(xiàn) 附錄 附錄1電路原理圖 附錄3元器件清單 附錄4源程序代碼 413中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國之一。煤炭也是中國日常使用的主要能源，占年度能源使用量的70%以上。中國擁有豐富的煤炭資源，而石油和天然氣等資源的匱乏使煤炭長期以來一直是中國的主要能源[1]。近年來，煤礦事故普遍發(fā)生，事故發(fā)生率也不樂觀，確保煤礦安全生產(chǎn)是當(dāng)務(wù)之急。影響煤礦安全生產(chǎn)的因素是復(fù)雜多樣的，例如瓦斯爆炸，濕氣滲透事故和頂板事故[2]。氣體濃度高引起的爆炸事故最為嚴(yán)重。減少采礦事故的發(fā)生是為了提高煤炭的生產(chǎn)效率[3]。氣體是各種可燃?xì)怏w和爆炸性氣體的總稱，其主要成分是甲烷，它是在煤形成過程中產(chǎn)生的，并大量存儲(chǔ)在煤層中。當(dāng)混合物與空氣混合的比例達(dá)到3.5%至16%時(shí)，就會(huì)在有火焰的情況下爆炸，從而給國家財(cái)產(chǎn)和人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大損失[4]。因此，瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)檢測(cè)與報(bào)警以及相應(yīng)的控制措施對(duì)煤礦系統(tǒng)具有非常實(shí)際的意義。中國對(duì)氣體監(jiān)測(cè)和對(duì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究起步較晚，1958年出現(xiàn)了首個(gè)具有催化原理的家用氣體報(bào)警器，并使用了鉑線傳感器。1961年，在北京市勞動(dòng)保護(hù)研究所和撫順煤礦安全設(shè)備廠共同開展研究工作之后，在1964年，中國研制出第一種達(dá)到實(shí)際水平的載體催化元素，然后制成了具有該元素的傳感器，AQR-1煤氣表。該監(jiān)控系統(tǒng)除了通過電子計(jì)算機(jī)技術(shù)檢測(cè)甲烷濃度外，還可以測(cè)量一氧化碳和氫氣的濃度，同時(shí)可以監(jiān)測(cè)井下設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。目前，中國的煤礦共有三套主要的瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中之一是1980年代初通過滅火和吸收在英國，法國，美國，波蘭和其他國家部署的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它被開發(fā)為適用于煤礦方面。由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平低下以及出于維護(hù)和其他原因，用于實(shí)際情況的監(jiān)視系統(tǒng)已經(jīng)面臨更新和改革。其次，在1990年代后期，國內(nèi)主要的科研單位和制造商是用MSNM,WEBGIS,KJF2000等監(jiān)視系統(tǒng)，但整個(gè)系統(tǒng)的信息傳輸速率僅為5000bps。第三點(diǎn)是，自21世紀(jì)以來，各種氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制造商已開始以其原始方式因此，按照中國的煤礦生產(chǎn)和管理模式，按照中國有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提升進(jìn)步，產(chǎn)品可靠性和實(shí)用性是該項(xiàng)目的核心，而基于單片機(jī)的煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)是有非常廣闊的實(shí)際市場(chǎng)和潛在市場(chǎng)的需求。由于中國檢測(cè)技術(shù)的日新月異，當(dāng)前的氣體檢測(cè)設(shè)備仍然存在許多問題。例如，檢測(cè)設(shè)備的壽命很短，很容易受到礦山惡劣環(huán)境的影響，這可能會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行性能不穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，出現(xiàn)誤報(bào)的可能性，維護(hù)周期短以及成本高[5]。由于單片機(jī)具有體積小，驅(qū)動(dòng)塊大，穩(wěn)定性好，成本低的特點(diǎn)，因此，基于單片機(jī)的礦井瓦斯探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是必不可少的。41.2研究主要內(nèi)容它是基于單片機(jī)的AT89C51作為關(guān)鍵控制設(shè)備，單片機(jī)的采礦環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)采礦環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和警報(bào)，及時(shí)有效地反映地下環(huán)境指標(biāo)，并確保安全生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的。有必要收集有關(guān)礦井中的溫度，濕度和瓦斯?jié)舛鹊男畔?。如果每個(gè)指標(biāo)低于或高于設(shè)置的安全值，則單片機(jī)會(huì)發(fā)出警報(bào)信號(hào)并顯示警報(bào)指標(biāo)。安全值可以手動(dòng)調(diào)節(jié)。此外，設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須能夠在復(fù)雜環(huán)境中保持有效且及時(shí)的監(jiān)視級(jí)別，同時(shí)仍留意礦山的變化。1.3內(nèi)容研究的意義安全是一切生產(chǎn)工作的前提條件，對(duì)于礦井井下煤炭勘測(cè)與挖掘而言，及時(shí)發(fā)現(xiàn)井下安全隱患并及時(shí)處理、預(yù)防安全事故的發(fā)生是保障工作安全的重要手段。礦井井下環(huán)境監(jiān)測(cè)是礦井井下安全生產(chǎn)工作的重要內(nèi)容，及時(shí)供應(yīng)新鮮空氣并及時(shí)排出污濁空氣，保障良好的作業(yè)環(huán)境，對(duì)于提高工作效率、保護(hù)工人安全具有重要意義。對(duì)礦井井下的溫度、濕度、瓦斯?jié)舛鹊拳h(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)異常后，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息并采取有效處理措施，是確保礦井井下工作安全性、避免發(fā)生重大安全事故的必要舉措。5第二章.方案選擇采礦環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)使用單片機(jī)AT89C51作為信息處理器和按鍵控制單元。該系統(tǒng)使用溫度和濕度傳感器以及瓷磚濃度傳感器將采集的采礦溫度，濕度和氣體濃度傳輸?shù)絾涡酒⑿陀?jì)算機(jī)。單片機(jī)將獲取的信息發(fā)送到地面控制中心，并對(duì)其進(jìn)行處理以確定是否超出了限制范圍。當(dāng)達(dá)到警報(bào)極限時(shí)，單片機(jī)指示聲光警報(bào)器發(fā)出聲音，并且當(dāng)達(dá)到警報(bào)極限時(shí)，屏幕將顯示實(shí)時(shí)溫度，濕度和氣體濃度。整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2.1。與控制模玦調(diào)整報(bào)警安全值圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2方案一的論述2.2.1方案一的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊和無線模塊組成。采集模塊：溫濕度傳感器DHT11、甲烷濃度傳感器MQ-4;方案一的系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖2.2所示。6單片機(jī)無線發(fā)送模塊單片機(jī)(控制系統(tǒng))(監(jiān)測(cè)系統(tǒng))報(bào)警模塊無線傳輸圖2.2方案一設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖7設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要分為兩個(gè)部分。在礦井中，溫度和濕度傳感器以及甲烷濃度傳感器收集數(shù)據(jù)，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將其發(fā)送到單個(gè)芯片(監(jiān)視系統(tǒng))以處理收集的數(shù)據(jù)，并在礦井下方顯示和處理實(shí)時(shí)監(jiān)視結(jié)果。數(shù)據(jù)通過無線電發(fā)射器傳輸?shù)降孛娴目刂浦行?。地面控制中心接收通過無線接收設(shè)備處理的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。除了通過控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示礦山下方的各種數(shù)據(jù)指示器外，還將數(shù)據(jù)與設(shè)置的安全值進(jìn)行比較，并且當(dāng)安全值范圍超過或低于此值時(shí)，警報(bào)模塊將發(fā)送相應(yīng)的聲光警報(bào)。信息收集模塊主要收集溫度，濕度和甲烷濃度的三個(gè)指標(biāo)，分別由DHT11溫濕度傳感器和MQ-4甲烷濃度傳感器實(shí)現(xiàn)。溫濕度傳感器DHT11收集礦井下的空氣的溫度和濕度，并將由單片機(jī)處理的一系列數(shù)字信號(hào)輸出到單片機(jī)。MQ-4檢測(cè)甲烷和其他氣體的濃度，輸出模擬信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將其轉(zhuǎn)換為8位的數(shù)字信號(hào)，然后將其輸入到單片機(jī)中。單片機(jī)將收集到的信號(hào)恢復(fù)到攝氏溫度，相對(duì)濕度和甲烷體積濃度，并在LCD1602顯示屏上顯示，通過射頻芯片NRF2401發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。方案1的設(shè)計(jì)思想具有價(jià)格便宜且易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。傳感器DHT11,都是市場(chǎng)上常見且便宜的設(shè)備。缺點(diǎn)是傳感器精度不高，顯示器的顯示空間有限，無線傳輸距離短。2.3方案二的論述該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊，顯示模塊，警報(bào)模塊，無線模塊和無線中繼模塊組成。采集模塊：溫濕度傳感器DHT21(又名AMS2301)、甲烷濃度傳感器MQ-4;方案二的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖2.3所示。8-A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換模塊單片機(jī)單片機(jī)(控制系統(tǒng))無線發(fā)送模塊顯示模塊無線傳輸單片機(jī)(中繼系統(tǒng))N個(gè)中繼單片機(jī)(中繼系統(tǒng))無線接收模塊(監(jiān)測(cè)系統(tǒng))報(bào)警模塊圖2.3方案二設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖9設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分。在我研究的情況下，它類似于計(jì)劃1。在單片機(jī)(監(jiān)控系統(tǒng))上進(jìn)行處理，顯示礦井中的實(shí)時(shí)監(jiān)控結(jié)果，并將處理后的數(shù)據(jù)通過無線傳輸設(shè)備發(fā)送到中繼系統(tǒng)。根據(jù)采礦環(huán)境的復(fù)雜程度，將N個(gè)中繼器設(shè)置為中繼無線電信號(hào)，直到將無線電控制信號(hào)發(fā)送到地面控制中心為止。每個(gè)設(shè)備都具有與方案1相同的操作模式。溫濕度傳感器被DHT11升級(jí)芯片DHT21取代，顯示模塊使用OLED屏幕，無線模塊使用NRF905芯片。第二種解決方案改善了第一種解決方案的缺點(diǎn)。方案2的設(shè)計(jì)具有較高的溫度和濕度收集精度，顯示模塊的顯示空間更大，并大大增加了無線傳輸距離。添加的中繼系統(tǒng)更好地滿足了復(fù)雜采礦環(huán)境中的無線傳輸要求。與選項(xiàng)1相比，選項(xiàng)2的制造成本更高。2.4方案的選擇比較計(jì)劃1和計(jì)劃2,如下表所示：選項(xiàng)2比選項(xiàng)1更準(zhǔn)確和適用。選擇一個(gè)無線模塊，NRF2401更適合于室內(nèi)短距離傳輸。905系列具有NRF905B,NRF905SE,NRF905RD,RFC-30系列等模塊，可以實(shí)現(xiàn)從最小100m到最大3000m的線性可見光傳輸距離。因此，選擇方案2來實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。根據(jù)不同的復(fù)雜采礦環(huán)境，選擇NRF905芯片進(jìn)行無線傳輸。您也可以選擇其他905模塊。該系統(tǒng)目前采用NRF905SE模塊設(shè)計(jì)，可以達(dá)到300m的線性觀察距離。下表2.1為兩種方案的比較。表2.1兩種方案的詳細(xì)比較對(duì)比項(xiàng)目方案一方案二溫度濕度甲烷濃度顯示屏中繼器器件成本DHT11精確度1℃;有效量程0~50℃DHT21精確度0.1℃;有效量程-40~80℃DHT11精確度1RH%DHT21精確度0.1RH%MQ-4經(jīng)ADCO809轉(zhuǎn)換成8位數(shù)字信號(hào)，精確度40ppm;有效量程0~10000ppmLCD1602顯示2行16列；需要11個(gè)I/0口NRF2401工作在2.4Ghz,1Mkbps,短距傳輸無以上傳感器各取一件和20元左右OLED顯示4行；需要4個(gè)I/0口NRF905工作在433Mhz,50kbps,傳輸距離長延長傳輸距離以上傳感器各取一件和65元左右第三章.硬件電路設(shè)計(jì)與調(diào)試硬件分為三個(gè)獨(dú)立的部分：采集，繼電器和控制。包括采集模塊，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊，最小系統(tǒng)模塊，顯示模塊，無線模塊，警報(bào)模塊，鍵盤控制和電源模塊。根據(jù)礦山的環(huán)境設(shè)計(jì)選擇了適合于環(huán)境的數(shù)字溫濕度傳感器和氣體傳感器，數(shù)字溫濕度傳感器為DHT21數(shù)字溫濕度傳感器，氣體傳感器為MQ-4氣體傳感器。其中，DHT21模塊應(yīng)預(yù)熱約1秒，而MQ-4模塊應(yīng)預(yù)熱約30秒。在預(yù)熱過程中請(qǐng)勿向傳感器發(fā)送信號(hào)。否則，可能會(huì)錯(cuò)誤地讀取數(shù)據(jù)。上電后，數(shù)字溫度和濕度傳感器會(huì)更改電阻器分辨率，以使電阻器溫度進(jìn)入連續(xù)轉(zhuǎn)換溫度模式或單轉(zhuǎn)換模式。在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，數(shù)字溫度傳感器連續(xù)轉(zhuǎn)換溫度并將結(jié)果存儲(chǔ)在溫度寄存器中，讀取溫度寄存器的內(nèi)容不會(huì)影響溫度轉(zhuǎn)換。在單轉(zhuǎn)換模式下，數(shù)字溫度傳感器執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換并將結(jié)果存儲(chǔ)在溫度中，此轉(zhuǎn)換模式適用于對(duì)溫度敏感的應(yīng)用。它還適用于采礦環(huán)境中的監(jiān)視?？梢酝ㄟ^編程設(shè)置分辨率寄存器以獲得不同的溫度分辨率，一共有8位，9位，10位，11位或12位的5種分辨率，相應(yīng)的溫度分辨率為1.0℃,0.5℃,0.25。溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果在℃,0.125℃或0.0625℃時(shí)的默認(rèn)分辨率為9位。該采集模塊的溫度和濕度傳感器使用DHT21數(shù)字溫度和濕度傳感器。DHT21數(shù)字溫度和濕度傳感器是組合的溫度和濕度傳感器，具有校準(zhǔn)確的數(shù)字信號(hào)輸出。該產(chǎn)品采用特殊的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫度濕度檢測(cè)技術(shù)，這使得該產(chǎn)品具有很高的穩(wěn)定性和長期性。該傳感器包括一個(gè)電容式濕度感測(cè)元件和一個(gè)NTC溫度測(cè)量元件，并能連接到高性能的8位單片機(jī)。因此，該產(chǎn)品具有質(zhì)量優(yōu)良，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT21傳感器均在高精度濕度校準(zhǔn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存儲(chǔ)在OTP存儲(chǔ)器中，并在處理傳感器內(nèi)部的檢測(cè)信號(hào)時(shí)調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線串行接口使系統(tǒng)集成變得快速而簡單。超緊湊，極低的功耗以及高達(dá)20米或更長的信號(hào)傳輸距離是此設(shè)計(jì)中要求最苛刻的應(yīng)用來完成的最佳原因。DATA用于通過單總線數(shù)據(jù)格式在微處理器和DHT21之間進(jìn)行通信和同步，并且通信時(shí)間約為5毫秒。DHT21模塊具有三個(gè)外部引腳，每個(gè)引腳都連接到5VDC電源，接地和數(shù)據(jù)端口。數(shù)據(jù)輸出端口使用單一總線數(shù)據(jù)格式與單片機(jī)通信，并輸出40位高/低電平信號(hào)以傳輸溫度和濕度，每個(gè)響應(yīng)時(shí)間約為80-100微秒。DHT21的硬件連接非常簡單，調(diào)試過程的困難如下。因?yàn)镈IHT21的電源電壓為5V。開啟傳感器后，您必須等待Is來克服不穩(wěn)定的情況，因此在此期間無需發(fā)送命令。DHT21程序需要精確的30us延遲，錯(cuò)誤不能超過2us,延遲或不正確，主程序不能運(yùn)行一次，并且不顯示性能。DHT21模塊的數(shù)據(jù)格式：40位數(shù)據(jù)=16位濕度數(shù)據(jù)+16位溫度數(shù)據(jù)+8位測(cè)試代碼，溫度和濕度數(shù)據(jù)由高8位數(shù)據(jù)和低8位數(shù)據(jù)組成，測(cè)試代碼為第一位32位數(shù)據(jù)的總和。當(dāng)微控制器將DHT21總線拉低至500us時(shí)，DHT21立即響應(yīng)。下圖顯示了MCU向DHT21發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)和DHT21響應(yīng)的工作過程。80us開始傳送數(shù)據(jù)主機(jī)至少拉低500us信號(hào)線說明：主機(jī)信號(hào)DHT響應(yīng)信號(hào)80ug主機(jī)拉高DHT信號(hào)圖3.1DHT21響應(yīng)單片機(jī)開始信號(hào)的工作過程DHT21開始數(shù)據(jù)傳輸后，每個(gè)1位數(shù)據(jù)由低電平間隔和較高電平組成。當(dāng)最后的1位傳輸完成時(shí)，一條總線將總共40位的數(shù)據(jù)拉回至50us,然后釋放并匯總為高電平。圖3.2DHT21發(fā)送數(shù)據(jù)的工作過程DHT21數(shù)字溫濕度傳感器的電路圖如下圖所示。VCC3.1.2MQ-4簡介MQ-4氣體傳感器對(duì)甲烷和天然氣高度敏感。對(duì)于乙醇，煙霧敏感性非常低，能快速響應(yīng)恢復(fù)特性。使用壽命長，穩(wěn)定性好，驅(qū)動(dòng)電路簡單。MQ-4氣體傳感器模塊具有4個(gè)外部引腳，每個(gè)引腳都連接到5VDC電源，地，TTL輸出和模擬信號(hào)輸出。該模塊具有內(nèi)置比較器，并且可以通過調(diào)節(jié)MQ-4模塊中的滑動(dòng)可變電阻器來更改預(yù)設(shè)比較值。當(dāng)超過設(shè)定的安全值時(shí)，TTL輸出引腳將輸出為高電平。在本設(shè)計(jì)中，不使用此功能，MQ-4的模擬信號(hào)輸出引腳連接到A/D轉(zhuǎn)換電路。MQ-4氣體傳感器適用于檢測(cè)易燃?xì)怏w，例如甲烷，氫氣，一氧化碳和煙霧。每種氣體具有不同的靈敏度特性。MQ-4傳感器檢測(cè)到不同濃度的氣體并輸出不同的電壓D0～D7引腳連接到微控制器的I/O端口，以輸出數(shù)字信號(hào)。START開始轉(zhuǎn)換，高水平是有效的。EOC可以檢查用于查詢微控制器轉(zhuǎn)換狀態(tài)的芯片的轉(zhuǎn)換狀態(tài)。OE引腳向微控制器發(fā)送讀取數(shù)據(jù)請(qǐng)求。500Khz脈沖的時(shí)鐘信號(hào)輸入到CLK引腳，每個(gè)單片機(jī)讀取了轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)后，根據(jù)MQ-4氣體傳感器對(duì)甲烷氣體的敏感性降低了甲烷氣體的濃度。下圖是靈敏度特性曲線。圖3.4MQ-4氣體傳感器靈敏特性可以看出，純凈空氣中甲烷氣體的濃度約為1000ppm。根據(jù)特性曲線，我們認(rèn)為微控制器讀取的數(shù)字信號(hào)乘以等于40的空氣中實(shí)際甲烷濃度。VCCGNDVCCGNDN0←MQ-4氣體傳感器的電路圖如下所示。VCCGNDVCCGNDN0←MQMQ-43.2A/D轉(zhuǎn)換模塊3.2.1A/D的轉(zhuǎn)換原理A/D轉(zhuǎn)換器功能(1)模擬信號(hào)輸入。輸入的模擬信號(hào)包括進(jìn)氣流量，空氣溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(速度),電源電壓等。閉環(huán)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)還具有從氧氣傳感器(0x)輸入的剩余氧氣電壓信號(hào)。這些信號(hào)由相應(yīng)的處理電路處理，然后由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，然后以數(shù)字量以上所有信號(hào)已轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)，因?yàn)樗鼈兎从沉私?jīng)過傳感器和處理電路后的物理量，例如流量，壓力和溫度。通常，緩慢變化的連續(xù)信號(hào)必須先轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后再輸入ECU進(jìn)行處理。例如，如果空氣流量計(jì)的輸出是從0到5V的電壓信號(hào)，則它處于A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)置的范圍，則無需進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換就可以直接輸入到A/D轉(zhuǎn)換器。在這些工作條件下，變化幅度很大，有時(shí)會(huì)超出A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)置范圍，因此必須在進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器之前執(zhí)行電壓轉(zhuǎn)換。在A/D轉(zhuǎn)換器中，其模擬量隨時(shí)間線性變化的鋸齒形電壓波被轉(zhuǎn)換為脈沖方波，脈沖計(jì)數(shù)是物理量的值。大部分轉(zhuǎn)換部件是ADC-0809芯片，它具有8通道多路開關(guān)和微機(jī)兼容的控制邏輯功能。傳感器監(jiān)視的數(shù)據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入到單片機(jī)。這里使用ADCO809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。該芯片可以將0～5V模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為8位數(shù)字信號(hào)。3.2.2工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809芯片具有8個(gè)通道和28個(gè)外部引腳。在這種設(shè)計(jì)中，MQ-4信號(hào)輸入到IN0,D0至D7連接到微控制器的P3端口。其余5個(gè)信號(hào)引腳分別連接到微控制器的I/O端口。ADC0809需要模擬輸入。信號(hào)單極，ADC0809的電壓范圍為0-5V,因此可以將0～5V模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為8位數(shù)字信號(hào)。如果信號(hào)太小，則必須放大信號(hào)，并且在轉(zhuǎn)換過程中輸入模擬量的數(shù)量不應(yīng)改變。如果模擬量變化太快，則需要在輸入之前保留樣品和電路。調(diào)試過程的困難在于CLK引腳必須輸入5KHz的正脈沖信號(hào)。每個(gè)脈沖完成轉(zhuǎn)換。傳入和傳出的脈沖信號(hào)不正確或頻率太低而無法減慢轉(zhuǎn)換過程。ADC0809IN3ININ3IN2N0ABCALED7IN5IN5IN6P25ADDCSP25ADDCSN7GNDGNDP33D3P21CLKVCCGNDP31DIP30P37P35P34P30D6D5D5VCCGNDVCCGNDD0Vref-GNDD2P32圖3.6ADC0809電路原理圖圖3.7ADCO809外部引腳圖ADC0809共有28個(gè)外部引腳，D7-D0為8位數(shù)字量輸出引腳，INO-IN7位8位模擬量輸入引腳，VCC為+5V工作電壓引腳，GND為地引腳，ST為A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入引腳，ALE為地址鎖存允許信號(hào)輸入引腳，EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，OE為輸出允許控制引腳，CLK為時(shí)鐘信號(hào)輸入引腳，A、B、C為地址輸入引腳。ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入引腳，當(dāng)ST為上升沿時(shí)，ADC0809內(nèi)的所有寄存器清零，當(dāng)ST為下降沿時(shí)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。在A/D轉(zhuǎn)換期間，ST引腳應(yīng)當(dāng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，當(dāng)EOC為低電平時(shí)，表明A/D轉(zhuǎn)換仍在進(jìn)行。OE為輸出允許控制引腳，用于控制輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，當(dāng)OE為1時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，當(dāng)OE為0時(shí)，輸出數(shù)據(jù)線呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存器組成，8路模擬開關(guān)可以選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，通過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，三態(tài)輸出鎖存器鎖存A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。三態(tài)三態(tài)輸出鎖存器轉(zhuǎn)換器址存譯路模擬量開關(guān)D1D2D3D4DsD6D?mD2DBIN4ND6D7地鎖與碼器ABCALE8路A/DVREF(+)VREK-EocCZK8圖3.8ADCO809內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖3.2.3ADC0809與單片機(jī)連接電路ADC0809與單片機(jī)AT89C51的電路連接如下圖所示，P2.2-P2.0控制ADC0809的A、B、C地址輸入引腳，P0.0-P0.7控制ADC0809的數(shù)字量輸出引腳，P2.5控制ADC0809的地址鎖存允許信號(hào)輸入引腳，P2.7控制AD時(shí)鐘脈沖輸入引腳，P2.6控制ADC0809重FJDFNU#方圖3.9ADCO809與單片機(jī)AT89C51的電路連接圖3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊AT89C51是低電壓，高性能CMOS8位微處理器，具有4K字節(jié)的閃存可編程可擦寫只讀存儲(chǔ)器(FPEROM-FalROM可編程和可擦寫只讀存儲(chǔ)器),通常稱為微控制器。它具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)的閃存，可以在不像計(jì)算機(jī)硬盤一樣供電的情況下長時(shí)端口線各8位，包括256字節(jié)的RAM,PO端口，P1端口，P23個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能，以編程方式設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始值，達(dá)到指定值后即可進(jìn)入中斷程序并執(zhí)行相應(yīng)的操作2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)和6個(gè)中斷源，包括三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。其他中斷源的工作模式與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式相似，不同之處在于中斷觸發(fā)條件與全雙工串行端口，片上晶體振蕩器和時(shí)鐘電路不同。AT89C51微控制器共有40個(gè)引腳，下圖顯示了AT89C51微控制器：EA端口是輸入端口，用于訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)，并且為低電平有效。當(dāng)EA端口為低電平時(shí)，MCU執(zhí)行程序，直接從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行指令，而不執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令；如果EA端口為高電平，則MCU執(zhí)行程序并直接從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行指令。在本主題中，不需要外部存儲(chǔ)器，而是直接執(zhí)行仿真，用微控制器記錄程序，因此該引腳直接連接到高電平。端口PO-P2是三組8位雙向I/O端口，端口I3不僅可以用作雙向I/O端口，還可以用作特殊功能端口，例如中斷，定時(shí)，讀/寫操作控制等。AT89C51圖3.10AT89C51單片機(jī)引腳圖單片機(jī)每次啟動(dòng)都需要復(fù)位操作，目的是使單片機(jī)的各元件恢復(fù)初始狀態(tài)，單片機(jī)的復(fù)位方式分為手動(dòng)復(fù)位和上電復(fù)位兩種。手動(dòng)復(fù)位需要在單片機(jī)的復(fù)位輸入引腳上添加高電平，如下圖所示，在RST與電源VCC之間連接有按鈕，當(dāng)手動(dòng)按下按鈕后，VCC的電壓直接加在RST端，使得單片機(jī)復(fù)位。圖3.11AT89C51單片機(jī)手動(dòng)復(fù)位電路圖上電復(fù)位需要在單片機(jī)的復(fù)位輸入引腳與電源VCC之間連接電容并下接電阻接地，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)接電后，電源VCC經(jīng)過電容會(huì)在RST端施加短暫高電平信號(hào)，該信號(hào)隨著電源VCC對(duì)電容的充電而逐漸衰弱，RST端的高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與電容的充電時(shí)間相關(guān)，為了保證系統(tǒng)可靠上電復(fù)位，需要確保RST端的高電平信號(hào)維持足夠長的時(shí)間，上電復(fù)位的電路圖如下圖所示。圖3.12AT89C51單片機(jī)上電復(fù)位電路圖復(fù)位電路由串聯(lián)電阻的電容器組成，并具有不能改變電容器電壓的特性，平持續(xù)，時(shí)間電路的RC值由RST確定，典型的51單片機(jī)在RST引腳的拉電阻，可省去外部電阻并將外部電容器減小至1μF。上電復(fù)位的操作過例如，晶體頻率為10MHz,開始時(shí)間為1ms。晶振頻率為1MHz,起始內(nèi)部電路的限制，該負(fù)電壓不會(huì)損壞器件。同樣，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，并且在復(fù)位之后，系統(tǒng)將端口設(shè)置為完全“1”狀態(tài)。如GND圖3.14AT89C51單片機(jī)晶振電路圖圖中的C1和C2為起振電容，電容值通常選值為10pF-40pF,如果沒有進(jìn)行特殊說明，電容值的選擇能夠滿足起振條件即可，如果有進(jìn)行特殊說明，就需要在單片機(jī)數(shù)據(jù)手冊(cè)的指導(dǎo)下進(jìn)行電容選擇。晶體振蕩器它對(duì)應(yīng)于一個(gè)兩端網(wǎng)絡(luò)，其中電容器和電阻器并聯(lián)連接，電容器串聯(lián)。在電氣工程中，該網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，分為高頻和低頻，其中低頻是串聯(lián)諧振。高頻是并聯(lián)諧振。由于晶體本身的特性，這兩個(gè)頻率之間的距離非常接近；在這個(gè)非常窄的頻率范圍內(nèi)，晶體等于電感。如果晶體的兩端并聯(lián)到適當(dāng)?shù)碾娙萜?，則形成并聯(lián)諧振電路。該并聯(lián)諧振電路被添加到負(fù)反饋電路以形成正弦波振蕩電路。晶體的頻率范圍因電感而非常窄，因此，即使其他部分的參數(shù)發(fā)生顯著變化，該振蕩器的頻率也不會(huì)改變，不會(huì)有很大的變化。有源晶體振蕩器的典型用法：1腳懸空，2腳接地，3腳連接到輸出，4腳連接到電有源晶體振蕩器不需要DSP的內(nèi)部振蕩器，信號(hào)質(zhì)量好，相對(duì)穩(wěn)定，并且連接方法相對(duì)簡單(主要是使用由電容器和電感器組成的PI濾波器網(wǎng)絡(luò)的良好電源)為了進(jìn)行濾波，輸出可以使用一個(gè)小的電阻器來對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，而無需任何復(fù)雜的配置電路；與無源晶體相比，有源晶體的缺點(diǎn)是信號(hào)電平是固定的，您必須自主選擇。活性晶體由正確的晶體組成，之所以可以將晶體晶片用作振蕩器是基于壓電效應(yīng)：向晶片的兩極施加電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致晶體的機(jī)械變形。當(dāng)對(duì)石英晶片施加交流電壓時(shí)，晶體產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)，機(jī)械應(yīng)變振動(dòng)也產(chǎn)生交流電場(chǎng)，該交流電場(chǎng)的電壓非常弱，但是振動(dòng)頻率非常穩(wěn)定。當(dāng)所施加的交流電壓的頻率等于晶片的固有頻率(由晶片的尺寸和形狀確定)時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的幅度將迅速增加，這種現(xiàn)象稱為“壓電共振”。壓電諧振狀態(tài)的建立和維持必須通過振蕩器電路來實(shí)現(xiàn)。圖3.11是由串聯(lián)振蕩器，晶體管T1和T2以及晶體XT和電容器C2組成LC電路的兩級(jí)放大器。在該電路中，石英晶體與電感相同，C2是可變電容器，并且可以調(diào)節(jié)電容，以使電路處于諧振狀態(tài)。振蕩器的電源電壓為5V,輸出波形為方波。3.3.4單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)通過將12M晶體振蕩器與18和19引腳連接來工作。復(fù)位功能是通過將9引腳復(fù)位電路連接到高電平來實(shí)現(xiàn)的。下面顯示了用于單片機(jī)的最小系統(tǒng)的示意圖。U1P1024P14P1556P16789P30P32P3334P35P367P1.0P1.2P1.5RST/VPDTXD/P3.1XTAL2XTAL1GNDVCCP0.2ALE/!PROG P2.5 AT89C51VCCP00P04 P24VCCR2VCC±c3RST4腳Q6R1VCCGNDOLED是指在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，通過載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的現(xiàn)象。其原理是用ITO玻璃透明電極和金屬電極分別作為器件的陽極和陰極，在一定電壓驅(qū)動(dòng)下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入到電子和空穴傳輸層，然后分別遷移到發(fā)光層，相遇形成激子使發(fā)光分子激發(fā)，后者經(jīng)過輻射后發(fā)出可見光。輻射光可從ITO一側(cè)觀察到，金屬電極膜同時(shí)也起了反射層的作用。OLED顯示模塊發(fā)光的過程如下，OLED設(shè)備的電池或電源會(huì)在OLED兩端施加電壓，電流從陰極流向陽極，并經(jīng)過有機(jī)層(電流指電子的流動(dòng)),陰極向有機(jī)分子發(fā)射層輸出電子，陽極吸收從有機(jī)分子傳導(dǎo)層傳來的電子。(這可以視為陽極向傳導(dǎo)層輸出空穴，兩者效果相等，在發(fā)射層和傳導(dǎo)層的交界處，電子會(huì)與空穴結(jié)合，電子遇到空穴時(shí)，會(huì)填充空穴，它會(huì)落入缺失電子的原子中的某個(gè)能級(jí)),這一過程發(fā)生時(shí)，電子會(huì)以光子的形式釋放能量，則OLED發(fā)光，光的顏色取決于發(fā)射層有機(jī)物分子的類型，生產(chǎn)商會(huì)在同一片OLED上放置幾種有機(jī)薄膜，這樣就能構(gòu)成彩色顯示器，光的亮度或強(qiáng)度取決于施加電流的大小，電流越大，光的亮度就越高，OLED的工作原理圖如下圖所示。OLED是一種自發(fā)光材料，不需要光，具有寬視角，均勻的圖像質(zhì)量，快速的響應(yīng)速度和易于著色的特性，并且可以通過簡單的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)發(fā)光，制造工藝簡單，可以進(jìn)④行制造，它是一種符合輕，薄，短原則的柔性面板，其適用范圍屬于中小型面板。④OLEDOLED發(fā)光原理ITLEMI圖3.160LED工作原理圖OLED的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，底基層通常為透明塑料、玻璃或金屬箔，底基層用來支撐整個(gè)OLED,陽極在電流流過設(shè)備時(shí)消除電子(增加電子“空穴”),有機(jī)層由有機(jī)物分子或有機(jī)聚合物構(gòu)成。導(dǎo)電層由有機(jī)塑料分子構(gòu)成，這些分子傳輸由陽極而來的“空穴”,可采用聚苯胺作為OLED的導(dǎo)電聚合物，發(fā)射層由有機(jī)塑料分子(不同于導(dǎo)電層)構(gòu)成，這些分子傳輸從陰極而來的電子；發(fā)光過程在這一層進(jìn)行，陰極的作用是當(dāng)設(shè)備內(nèi)有電流流通時(shí)，陰極會(huì)將電子注入電路。結(jié)構(gòu)陰極(有機(jī)分子或聚合物)導(dǎo)電層(有機(jī)分子或聚合物)陽極底基圖3.170LED內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖OLED屏幕的引腳結(jié)構(gòu)如下圖所示，OLED屏幕有6個(gè)外部引腳，除了連接電源和地外，存儲(chǔ)了4個(gè)引腳以與微控制器通信。RES引腳為復(fù)位引腳，可以實(shí)現(xiàn)硬件復(fù)位1時(shí)，表示讀寫數(shù)據(jù)，D0-D1引腳為數(shù)據(jù)讀寫引腳。最初設(shè)計(jì)的監(jiān)視系統(tǒng)的OLED屏幕顯示監(jiān)視數(shù)據(jù)和無線傳輸狀態(tài)，中繼系統(tǒng)顯示接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)及無線狀態(tài)，控制系統(tǒng)VSS(5)VSS(16)VSS(21)VDDVSS(5)VSS(16)VSS(21)VDD(4)VDD(17)VDD_IV2(31)(右上方的R表示接收狀態(tài)，而S表示VCCD0D1圖3.18OLED引腳結(jié)構(gòu)圖3.5NRF905無線模塊(加工作原理圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖)號(hào)發(fā)送模式。在信號(hào)發(fā)送模式中，當(dāng)微處理器有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，會(huì)通過數(shù)據(jù)接口將接收設(shè)備的地址和需要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳送至NRF905芯片，NRF905芯片的信號(hào)發(fā)送模式被激發(fā)后，會(huì)發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)。在信號(hào)接收模式中，NRF905芯片會(huì)不斷監(jiān)測(cè)是否有地址與數(shù)據(jù)傳送至端口，當(dāng)接收到匹配的地址后，NRF905芯片的信號(hào)接收模式被激發(fā)，開始接收數(shù)據(jù)，直到所有數(shù)據(jù)接收完畢，NRF905的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。M1SO(10)Wos1(11)CsN(13)TRX_CE(1)FR_FTX_EN(32)A()DK(8)uRCLx(3)文項(xiàng)E配置寄存器解調(diào)處理地址外理GFSK濾被中賴因中賴因低噪聲放大器頻率合成器xc1(L4)VEDPA(19)AN1(20)ANT(21)IREF(23)-4-圖3.19NRF905芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖NRF905芯片的引腳結(jié)構(gòu)如下圖所示，NRF905模塊具有14個(gè)外部引腳，其中有10個(gè)NRF905外部引腳連接MCU進(jìn)行通信。TX引腳為工作模式選擇輸入引腳，當(dāng)該引腳為1時(shí)，NRF905芯片為信號(hào)發(fā)送模式；當(dāng)該引腳為0時(shí)，NRF905芯片為信號(hào)接收模式。TRXNRF905引腳為工作模式使能輸入引腳，該引腳為高電平時(shí)，使能NRF905芯片進(jìn)入工作模式。PWR引腳為工作狀態(tài)選擇引腳，NRF905芯片除了信號(hào)發(fā)送工作模式、信號(hào)接收工作模式外，還有關(guān)機(jī)模式和空閑模式。CLK引腳為時(shí)鐘輸出引腳，可以輸出時(shí)鐘信號(hào)。CD引腳為輸出引腳，可以進(jìn)行載波檢測(cè)。AM引腳為輸出引腳，可以進(jìn)行地址匹配。DR引腳為輸出引腳，可以判斷接收/發(fā)送的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)準(zhǔn)備完畢。MISO引腳為輸出引腳，可以進(jìn)行SPI輸出。MOSI引腳為輸入引腳，可以進(jìn)行SPI輸入。SCK為輸入引腳，可以輸入SPI時(shí)鐘信號(hào)。CSN為輸入引腳，可以進(jìn)行SPI片選，使低電平信號(hào)有效。NRF905芯片具有強(qiáng)大的抗干擾功能，適用于工業(yè)控制場(chǎng)合，它在433Mhz頻段引腳配置芯片掉電模式(低功耗)、待機(jī)模式、RX(接收)模式和TX(發(fā)送)模式。5通過Spi接口調(diào)整狀態(tài)寄存器、射頻配置寄存器、發(fā)送地址寄存器、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器。該系統(tǒng)已經(jīng)過測(cè)試，因?yàn)閮蓚€(gè)905芯片之間的通信時(shí)間非常短，所以我們無需使用中繼系統(tǒng)。如果使用中繼系統(tǒng)，則需要運(yùn)行中繼系統(tǒng)的程序，因此存在大約2000ms的延遲。RF90單芯片無線收發(fā)器工作在433868/915MHZ的ISM頻段，由完全集成的頻率調(diào)制器、帶解調(diào)器的接收器、功率放大器、晶體振蕩器和穩(wěn)壓器ShockBurst組成。操作模式的特征是：通過SPI接口可以輕松配置自動(dòng)生成前同步碼和CRC,電流消耗非常低。當(dāng)發(fā)射功率為+10dBm時(shí)，發(fā)射電流為30mA,接收電流為12.5mA。它可以輕松實(shí)現(xiàn)節(jié)電并促進(jìn)采礦環(huán)境中各種變化的反應(yīng)。在調(diào)試過程中發(fā)生了以下問題：(1)整個(gè)電路系統(tǒng)由5V直流電源供電，而905模塊必須由3.3V直流電源供電。因此，3.3V穩(wěn)壓器模塊采用AMS1117芯片設(shè)計(jì)。(2)在NRF905配置期間，載波頻率FRF=422.4+CH_NOd/10*(1+HFREQ_PLLd)MHZ。測(cè)試中模塊硬件必須正確配置參數(shù)。NRF905可設(shè)置為在430Mhz和930Mhz之間運(yùn)行。但是，模塊硬件僅適用于430Mhz左右的參數(shù)，參數(shù)不合適會(huì)影響通信距離。3579PWRDRGNDGNDVCCAM2468【圖3.20NRF905引腳結(jié)構(gòu)圖3.6報(bào)警及鍵盤控制模塊NRF905芯片的引腳結(jié)構(gòu)如下圖所示，NRF905模塊具有14個(gè)外部引腳，其中10個(gè)外部引腳連接MCU進(jìn)行通信。TX引腳為工作模式選擇輸入引腳，當(dāng)該引腳為1時(shí)，NRF905芯片為信號(hào)發(fā)送模式；當(dāng)該引腳為0時(shí)，NRF905芯片為信號(hào)接收模式。TRX引腳為工入SPI時(shí)鐘信號(hào)。CSN為輸入引腳，可以進(jìn)行SPI片選，使低電平信號(hào)有效。NRF905通過TRXCE和TXEN引腳配置芯片掉電模式(低功耗)、待機(jī)模式、RX(接收)模式和TX(發(fā)送)模式。5通過Spi接口調(diào)整狀態(tài)寄存器、射頻配置寄存器、發(fā)送地該系統(tǒng)已經(jīng)過測(cè)試，因?yàn)閮蓚€(gè)905芯片之間的通信時(shí)間非常短，所以我們無需使用中繼系統(tǒng)就可以忽略。如果使用中繼系統(tǒng)，則需要運(yùn)行中繼系統(tǒng)的程序，存在大約2000ms發(fā)射功率為+10dBm時(shí)發(fā)射電流為30mA,接收電流為12.5mA。它可以輕松實(shí)現(xiàn)節(jié)電并(1)整個(gè)電路系統(tǒng)由5V直流電源供電，而905模塊必須由3.3V直流電源供電。因此，3.3V穩(wěn)壓器模塊采用AMS1117芯片設(shè)計(jì)。(2)在NRF905配置期間，載波頻率FRF=422.4+CH_NOd/10*(1+HFREQ_PLLd)MHZ。測(cè)試中模塊硬件必須正確配置參數(shù)。NRF905可以設(shè)置為在430Mhz和930Mhz圖3.21報(bào)警電路原理圖圖3.22鍵控電路原理圖三個(gè)LED從上至下指示溫度警報(bào)、濕度警報(bào)和甲烷濃度警報(bào)。在采礦環(huán)境中，所有超過蜂鳴器限值的指示器都會(huì)發(fā)出警報(bào)。三個(gè)電路板的主體設(shè)計(jì)由5VDC電源供電，需使用具有內(nèi)置5V穩(wěn)壓器電路的220V至5V電源適配器。電路中的NRF905模塊需要采用3.3V供電，因此選擇了3.3VDC穩(wěn)壓器模塊。7085芯片是應(yīng)用最廣泛的穩(wěn)壓芯片，通過簡單的電路連接即可輸出直流穩(wěn)壓電源，7805芯片僅有三個(gè)引腳，引腳1是輸入端口，可以接收待穩(wěn)定電壓；引腳2為公共端口，即公共地；引腳3為輸出端口，可以發(fā)出+5V直流電壓。AMS117芯片屬于正向低壓降穩(wěn)壓器，其輸出電壓主要有1.5V、1.8V、2.5V、3.0V、3.3V等，AMS117芯片也僅有三個(gè)引腳，引腳1為公共端口，即公共地；引腳2為輸出端口，可以輸出低壓降電壓；引腳3為輸入端口，可以接收工作電壓。本文所設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)同時(shí)需要5V電壓和3.3V電壓，所以需要7805芯片與AMS117芯片配合，7805芯片與AMS117芯片構(gòu)成的電源電路連接如下圖所示。圖3.23電源模塊原理圖3.8實(shí)現(xiàn)結(jié)果最終設(shè)計(jì)結(jié)果：該設(shè)計(jì)可以實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示大氣溫度、濕度和甲烷濃度。該設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：無線傳輸距離長、穿透性能強(qiáng)。操作方便、簡單。第一章.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)該程序主要分為三個(gè)部分：監(jiān)視系統(tǒng)、繼電器系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。序、NRF905無線傳輸程序和主程序組成。中繼系統(tǒng)由OLED控制系統(tǒng)由OLED發(fā)送/接收程序和主程序組成。接收程序、警報(bào)程序、鍵盤控制程序和主程序組成。4.1系統(tǒng)流程分析微控制器是通過主程序中的邏輯順序來相互調(diào)用程序。首先，對(duì)單芯片計(jì)算機(jī)進(jìn)行初始化。在每個(gè)系統(tǒng)中，先初始化OLED模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和NRF905模塊，然后通過DHT21收集溫度和濕度信號(hào)，MQ-4再輸出模擬信號(hào)通過ADC0809將自身轉(zhuǎn)換為單個(gè)芯片，OLED在單個(gè)芯片處理后顯示溫度、濕度和甲烷濃度，通過無線模塊發(fā)送到中繼系統(tǒng)后，再將其發(fā)送到控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)中的單片機(jī)進(jìn)行處理，并在超出限制時(shí)觸發(fā)聲音和視覺警報(bào)。程序流程如下。開始開始單片機(jī)(中繼)初始化各模塊初始化無線接收While(1)是結(jié)束單片機(jī)(控制)初始化單片機(jī)(監(jiān)控)初始化讀取溫濕度和甲烷濃度各模塊初始化各模塊初始化無線接收?qǐng)D4.1主程序流程圖4.2溫濕度采集及處理函數(shù)溫濕度采集及處理模塊的流程如下圖所示，完成初始化以后，溫濕度傳感器開始工作并采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)需要通過數(shù)據(jù)傳輸通道傳送至微處理器，數(shù)據(jù)在傳送至微處理器后還需進(jìn)行運(yùn)算，并轉(zhuǎn)換為顯示模塊能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式。在此過程中可以循環(huán)檢測(cè)鍵盤模塊是否發(fā)生按鍵控制，即溫度報(bào)警上下限和濕度報(bào)警上下限是否發(fā)生調(diào)整，據(jù)此判斷溫濕度傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)是否達(dá)到報(bào)警要求。初始化采集數(shù)據(jù)循環(huán)顯示各通道掃描鍵盤單通道顯示圖4.2溫濕度采集及處理流程圖4.3MQ-4甲烷濃度傳感器檢測(cè)流程設(shè)計(jì)MQ-4甲烷濃度傳感器與A/D轉(zhuǎn)換的流程如下圖所示，完成初始化以后，MQ-4甲烷濃度傳感器的工作流程與溫濕度傳感器的工作流程類似，MQ-4甲烷濃度傳感器采集到的數(shù)據(jù)需要通過數(shù)據(jù)傳輸通道傳送至微處理器，數(shù)據(jù)在傳送至微處理器后還需進(jìn)行運(yùn)算，并轉(zhuǎn)換為顯示模塊能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式。在此過程中可以循環(huán)檢測(cè)鍵盤模塊是否發(fā)生按鍵控制，即氣體濃度報(bào)警上下限是否發(fā)生調(diào)整，據(jù)此判斷氣體傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)是否達(dá)到報(bào)警要求。圖4.3MQ-4甲烷濃度傳感器檢測(cè)流程圖4.4A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換的流程如下圖所示，完成初始化以后，傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)為模擬量，微處理器接收的數(shù)據(jù)為數(shù)字量，因此需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換芯片開始工作，讀取需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)傳送至微處理器。 題束圖4.4A/D轉(zhuǎn)換流程圖NRF905無線發(fā)送/中繼/接收程序的流程如下圖所示，NRF905通過SPI接口接收到數(shù)據(jù)，可以設(shè)置其TX-EN引腳為高電平來激活其信號(hào)發(fā)送模式，以此完成數(shù)據(jù)包的發(fā)送；可以設(shè)置其TX-EN引腳為低電平、TRX-CE引腳為高電平來激活其信號(hào)接收模式，當(dāng)NRF905接收到頻率相同的載波時(shí)，其載波檢測(cè)CD變?yōu)楦唠娖?，在接收到有效地址后，其地址匹配AM變?yōu)楦唠娖?，以此完成?shù)據(jù)包的接收。4.5OLED顯示程序并設(shè)置屏幕顯示字體庫。使用OLED顯示程序時(shí)，必須開始開始液晶顯示初始化光標(biāo)定位顯示字符圖4.5OLED顯示模塊流程圖4.6報(bào)警程序與鍵盤控制程序警報(bào)程序?qū)⒔邮盏降臏囟取穸葦?shù)據(jù)以及甲烷濃度數(shù)據(jù)與設(shè)置的安全值進(jìn)行比較，當(dāng)超出安全值范圍時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)，相應(yīng)的LED會(huì)亮鍵盤控制程序是通過4個(gè)按鈕來控制屏幕并顯示切換，同時(shí)可調(diào)整每個(gè)指示器安全值的上限和下限。按鍵說明：設(shè)置鍵用于進(jìn)入設(shè)置界面，向上鍵用于升高指示器，向下鍵用于降低指示器，選擇鍵用于切換上限和下限指示器。按鍵實(shí)時(shí)檢測(cè)按鍵2模式選t:閾值增開始檢測(cè)結(jié)果是否超出閥值是顯示、報(bào)警、能電器動(dòng)作否顯示并準(zhǔn)備下一次檢測(cè)圖4.6報(bào)警程序與按鍵控制流程圖第二章.總結(jié)該系統(tǒng)完全符合任務(wù)說明的要求，可以隨時(shí)通過無線傳輸進(jìn)行設(shè)置。無線中繼的使用大大提高了系統(tǒng)的可用性和適用性，整個(gè)系統(tǒng)也簡單(1)使用無線中繼系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)延遲為2000ms,如果使用過多的中繼，則延遲會(huì)更長。此情況需要實(shí)時(shí)改進(jìn)。(2)使用中繼系統(tǒng)時(shí)，無法區(qū)分監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)和中繼系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)，因此近距離使用時(shí)會(huì)相互影響。(3)鍵盤控制模塊的響應(yīng)不靈活，鍵控程序簡單且不夠快。在以后的學(xué)習(xí)過程中，我需要不斷探索和改進(jìn)這三個(gè)要點(diǎn)。當(dāng)前由于時(shí)間短缺以及技能水平不足，我暫時(shí)無法處理前兩個(gè)問題，問題3下一次將繼續(xù)改善。問題4僅限于傳感器，使用者需要不斷找更好的傳感器以備將來使用。當(dāng)然，以上四點(diǎn)不影響當(dāng)前設(shè)計(jì)的使用。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中還有許多其他問題，我一一進(jìn)行了改進(jìn)。在此簡要列出一些關(guān)鍵問題。(1)DHT21模塊的確切延遲時(shí)間為30us。由于微控制器的頻率、定時(shí)器設(shè)置等原因，很難獲得準(zhǔn)確的30us。重復(fù)實(shí)驗(yàn)后，最終可以得到準(zhǔn)確的30us。(2)最初監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)送的無線電信號(hào)和中繼系統(tǒng)發(fā)送的無線電信號(hào)無法區(qū)分，并且只能區(qū)分不同的工業(yè)載頻?，F(xiàn)在可以區(qū)分兩者，且范圍5.2展望致謝感謝學(xué)校的老師和其他努力工作并指導(dǎo)您完成畢業(yè)設(shè)計(jì)過程的老·以重構(gòu)和整合所學(xué)的知識(shí)來完成設(shè)計(jì)。同時(shí)，學(xué)生之間的討論和圖書館中大量文獻(xiàn)的參考對(duì)完成設(shè)計(jì)至關(guān)重要。完成此設(shè)計(jì)后，我們將學(xué)習(xí)電子知識(shí)以更加努力地工作，并進(jìn)一步提高[1]孫繼平.煤炭監(jiān)控技術(shù)裝備與標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.[2]東兆星，劉剛.井巷工程[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2013.[3]武軍偉，康健.基于51單片機(jī)的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].煤炭技[4]李鴻燕，張立毅.基于單片機(jī)控制的甲烷濃度報(bào)警監(jiān)控儀電腦開發(fā)與應(yīng)用J].2002,(8):29-30.[6]高文玲.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.[J].電子質(zhì)量.網(wǎng)友世界2012年4月30日[7]劉萍.基于多傳感器融合的礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.[J].礦山機(jī)械2013年6[8]童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].北京：高等教育出版社，2006.[9]李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用(第三版)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版[10]楊居義.單片機(jī)原理與工程應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.[11]YeagerBrent.Howtotroubleshootyourelectronicscale[J]..PowderandBulkEngineering.1995[12]MeehanJoanne,MuirLindsey.SCMinMerseysideSMEs:Benefitsandbarriers[J]..TQMJournal.2008附錄附錄1電路原理圖[5]劉西青.論國內(nèi)煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展[M].山西：煤炭出版社，2006.[6]高文玲.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.[J].電子質(zhì)量.網(wǎng)友[7]劉萍.基于多傳感器融合的礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.[J].礦山機(jī)械2013年6[8]童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].北京：高等教育出版社，2006.[9]李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用(第三版)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版[10]楊居義.單片機(jī)原理與工程應(yīng)用[M].[11]YeagerBrent.Howtotroubleshootyourelectronicscale[J]..PowderandBulkEngineering.1995[12]MeehanJoanne,MuirLindsey.SCMinMerseysideSMEs:Benefitsandbarriers[J]..TQMJournal.2008附錄附錄1電路原理圖用用為風(fēng)置性性路事肆見發(fā)相從用用為風(fēng)置性性路事肆見發(fā)相從6附錄3元器件清單序號(hào)123456789名稱單片機(jī)液晶顯示晶振數(shù)字式溫濕度傳感器甲烷氣體傳感器無線射頻模塊蜂鳴器按鍵開關(guān)排阻穩(wěn)壓芯片電容排針；排母；芯片座LED型號(hào)STC89C52RCOLEDDHT21MQ-4NRF9057805;AMS1117高亮燈珠數(shù)量3個(gè)3個(gè)1個(gè)；3個(gè)若干若干若干附錄4源程序代碼監(jiān)測(cè)系統(tǒng)程序：#include"codetab.h"#include"LQ12864.h"#include<intrins.h>//頭文件//*******************定義命令字**********************#defineWTPOx20//WriteTXPayloadcommand#defineWTAOx22//WriteTXAd#defineRTAOx23OE=P2^2;EOC=P2^3;CLK=P2^1;//A/D啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)//數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)//A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)//時(shí)鐘脈沖sbitADDCS=P2^5;PWRUP=PO^6;=P0^2;=P1^4;=P0^4;/********************************************************************typedefstructRFConfig{unsignedcharn;unsignedcharbuf[10];codeRFConfigRxTxConf={0x01,0x0c,0x44,0x20,0x20,Oxcc,0xcc,Oxcc,0xcc,0x58/**************************************************************************unsignedchardataTxBuf[32];unsignedcharkey,rsbrf,delayf,tf;/*****************************************************************************//**************************************************************************unsignedcharU8temp;unsignedcharWendu_gao,Wendu_di,Wendu_gao,Wendu_di,U8checkdata_temp;unsignedintDHTDatal,DHTData2;DHT2shishu;DHT2xiaoshu;DHT1shishu;DHT1xiaoshu;voidConfig905(void);voidSetTxMode(void);voidSetRxMode(void);voidTxPacket(void);//voidRxPacket(void);//InitializeI0port//initialize232uart//SetnRF905inTxmode//SetnRF905inRxmode//SenddatabynRF905//RecivedatabynRF905voidSpiWrite(unsignedchar);unsignedcharSpiRead(void);voidDelay(unsignedcharn);voidScankey(void);voidTxData(unsignedcharx);voidcomdebug(void);//WritedatatonRF905//ReaddatatonRF905//Scankey//SendkeyvaluetoCRTdisplay/********************(STC12C5608AD11MHZz=1時(shí)精確延時(shí)1ms)voiddelayms(unsignedintz){unsignedintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=1848;y>0;y--);延時(shí)函數(shù)///**********延時(shí)函數(shù)************/voidDelay905(unsignedcharn)unsignedinti;while(n--)voidDelay_10us(void)//延時(shí)10uSunsignedchari;voiddelay2(unsignedchari)unsignedcharj;while(i--)voiddelayqidong(unsignedintz)DisNum(30,4,600-x,3);LCDP8x16Str(66,4,"/600");LCDP8x16Str(10,0,"Monitoring");Dis_Num(60,2,DHT2shishu,2);LCDP8x16Str(76,2,".");DisNum(84,2,DHT2xiaoshu,1);LCDP8x16Str(92,2,"c");LCD_P8x16Str(0,4,"Humdity:");Dis_Num(60,4,DHT1shishu,2);LCD_P8x16Str(76,4,".");Dis_Num(84,4,DHT1xiaoshu,1);LCD_P8x16Str(92,4,"RH%");}{EA=1;//開總中斷TMOD=0x02;//設(shè)定定時(shí)器T0工作方式THO=216;//利用TO中斷產(chǎn)生CLK信號(hào)TRO=1;//啟動(dòng)定時(shí)器TO}unsignedchari;{U8FLAG=2;while((!DHT)&&U8FLAG++);if(DHT)U8temp=1;U8FLAG=2;while((DHT)&&U8FLAG++);//超時(shí)則跳出for循環(huán)//判斷數(shù)據(jù)位是0還是1//如果高電平高過預(yù)定0高電平值則數(shù)據(jù)位為1U8comdata<<=1;}}voidRH(void)//讀取溫濕度{//主機(jī)拉低1-5msDHT=0;DHT=1;//總線由上拉電阻拉高主機(jī)延時(shí)40us//主機(jī)設(shè)為輸入判斷從機(jī)響應(yīng)信號(hào)DHT=1;//判斷從機(jī)是否有低電平響應(yīng)信號(hào)如不響應(yīng)則跳出，響應(yīng)則向下運(yùn)行if(!DHT)//T!{U8FLAG=2;//判斷從機(jī)是否發(fā)出80us的低電平響應(yīng)信號(hào)是否結(jié)束while((!DHT)&&U8FLAG++);U8FLAG=2;//判斷從機(jī)是否發(fā)出80us的高電平，如發(fā)出則進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)while((DHT)&&U8FLAG++);//數(shù)據(jù)接收狀態(tài)COM();COM();Wendu_di=U8comdata;COM();Wendu_gao=U8comdata;COM();Wendu_di=U8comdata;COM();U8checkdata_temp=U8comdata;DHT=1;//數(shù)據(jù)校驗(yàn)U8temp=(Wendu_gao+Wendu_di+Wendu_gao+Wendu_di);if(1)U8RH_data_H=Wendu_gao;//濕度U8RH_dataL=Wendu_di;DHTDatal=U8RHdataH;DHTDatal<<=8;DHTData1|=U8RHdata_L;//DHT1shishu=DHTDatal/10;獲得完整的濕度U8T_dataH=Wendugao;//溫度Wendudi=Wendudi;DHTData2=U8T_data_H;DHTData2<<=8;DHTData2|=Wendudi;//獲得完整的溫度if(DHTData2&0x8000)//如果溫度為負(fù)值DHTData2&=0x7FFF;DHT2shishu=DHTData2/10;/***********T0中斷服務(wù)程序************/voidt0(void)interrupt1using0〔lCLK=~CLK;}/***********AD轉(zhuǎn)換函數(shù)**********/{ADDCS=0;//選擇通道INOdelay2(10);ST=1;//啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換delay2(10);AD_DATA[0]=P3;OE=0;主函數(shù)**************************************************************************/voidmain(){LCD_Init();delayqidong(600);LCDCLS();CSN=1;//SpiSCK=0;DR=1;AM=1;//InitAMforinputPWR_UP=1;//nRF905poweronTRX_CE=0;//SetnRF905instandbymodeTXEN=0;//setradioinRxmode//ConfignRF905moduleTxBuf[0]=1;TxBuf[1]=1;TxBuf[2]=1;TxBuf[3]=1;TxBuf[4]=1;//TransmitTxbufferdataDelay905(500);//delayforledlLCD_P8x16Str(98,0,"S");TxBuf[0]=0xff;TxBuf[1]=0xff;TxBuf[2]=0xff;TxBuf[3]=0xff;TxBuf[4]=0xff;while(1)RH();AD();//無限循環(huán)SetTxMode();/TxPacket();//TransmitTxbufferdataTxBuf[0]=DHT2shishu;TxBuf[1]=DHT2xiaoshu;TxBuf[2]=DHT1shishu;TxBuf[3]=DHT1xiaoshu;Delay905(500);}display()unsignedchari;CSN=0;//Writeconfigrationwords寫放配置字{SpiWrite(RxTxConf.buf[i])}CSN=1;//DisableSpivoidSpiWrite(unsignedcharbyte)unsignedchari;DATABUF=byte;for(i=0;i<8;i++){if(flag)MOSI=1;//Putfunction'sparameterintoabdatavariable//Setupbytecirculationbits//PutDATABUF.7ondatalineMOSI=0;SCK=1;DATA_BUF=DATA_BUF<<1;SCK=0;//Setclocklinehigh//ShiftDATA_BUF//SetclocklinelowunsignedcharSpiRead(void){unsignedchari;for(i=0;i<8;i++)//SetupbytecirculationbitsDATABUF=DATABUF<<1;//RightshiftDATABUFSCK=1;//Setclocklinehighflag1=1;//ReaddataSCK=0;returnDATABUF;voidTxPacket(void)unsignedchari;//Config905();CSN=0;for(i=0;i<32;i++)SpiWrite(TxBuf[i]);CSN=1;Delay905(1);functionparameter//Returnfunctionparameter//Writepayloadcommand//Write32bytesTxdata//SpidisableCSN=0;//Spienableforwriteaspicommand//Writeaddresscommand{SpiWrite(RxTxConf.buf[i+5])}CSN=1;TRXCE=1;Delay905(1);TRX_CE=0;//Spidisable//while(DR!=1);//SetTRXCElowvoidRxPacket(void){unsignedchari;TRXCE=0;CSN=0;{RxBuf[i]=SpiRead();//SetnRF905instandbymode//Spienableforwriteaspicommand//ReadpayloadcommandCSN=1;//Disablespi/while(DR||AM);TRXCE=1;if(RxBuf[0]==1)LCDP8x16Str(90,0,"N");if(RxBuf[1]==1)LCDP8x16Str(98,0,"N");Delay905(500);//...lightledLCDP8x16Str(90,0,"S");LCDP8x16Str(98,0,"S");voidSetTxMode(void)TX_EN=1;TRX_CE=0;Delay905(1);//delayformodechange(>=650us)voidSetRxMode(void){TX_EN=0;TRX_CE=1;Delay905(1);//delayformodechange(>=650us)中繼系統(tǒng)程序：#include"codetab.h"#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar//頭文件#defineuintunsignedint//*******************管腳配置*********PWRUP=P2^3;MISO=P0^5;MOSI=P2^6;CSN=P2^7;=P0^4;=P2^5;uchardataRxBuf[32];ucharkey,rsbrf,delayf,tf;voiddisplay(){LCD_P8x16Str(0,2,"Temper:");Dis_Num(60,2,TxBuf[0],2);LCD_P8x16Str(76,2,".");Dis_Num(84,2,TxBuf[1],1);LCD_P8x16Str(0,4,"Humdity:");/*************************************************************************主函數(shù)**************************************************************************/voidmain()//================NRF905初始化CSN=1;//SpidisableSCK=0;//SpiclocklineinithighDR=1;//InitDRforinputAM=1;