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[color=rgb(153, 153, 153) !important]2016-9-12 12:17 上传
调整电路的设计如图5所示为最基本的调整电路,图中1为输出,接单片机的P1.7,P1.6输入输出口。 4.2.3 时钟电路的设计XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。 因为一个机器周期含有6个状态周期,而每个状态周期为2个振荡周期,所以一个机器周期共有12个振荡周期,如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ,一个振荡周期为1/12us,故而一个机器周期为1us。如图6所示为时钟电路。 图6 时钟电路图 4.2.4 复位电路的设计复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位,单片机在时钟电路工作以后, 在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。例如使用晶振频率为12MHz时,则复位信号持续时间应不小于2us。该复位电路连接单片机的RESET引脚,如图7示为复位电路。 图7 复位电路图 4.2.5 数码管显示报警电路的设计由1个数码管接上电阻后连上单片的P0输入输出口的引脚,外接VCC,当单片机的相应引脚被置低电平后,数码管显示相应的数字,起到报警作用。注:当P0口输出0F9f时,数码管WEI显示数字1,当P2口输出0x25时,数码管WEI1显示数字2。图8所示为数码管报警电路。 图8 数码管仿真图 4.2.6 声音报警电路的设计如下图所示,用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的P2.0引脚上,构成声音报警电路,低电平触发,如图9示为声音报警电路。 4.3 系统硬件电路的选择及说明硬件电路的设计见附图1示,从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件: AT89C51、热释电红外传感器、LED、发光二极管、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路。 5、 软件程序的实现
下面是温度采集程序:
- #include
- #include
- typedef unsigned char uchar;
- typedef unsigned char uint;
- //****************************************NRF24L01端口定义***************************************
- sbit CE = P1^0;
- sbit CSN = P1^5;
- sbit SCK = P1^1;
- sbit MOSI = P1^4;
- sbit MISO = P1^2;
- sbit IRQ = P1^3;
- sbit LED = P3^2;
- sbit re = P2^7;
- //*****************************************DS1820端口设置****************************************
- sbit DQ=P1^6; //显示缓冲区
- //******************************************************************************************
- uint bdata sta; //NRF24L01状态标志
- sbit RX_DR =sta^6;
- sbit TX_DS =sta^5;
- sbit MAX_RT =sta^4;
- //*************************************NRF24L01**************************************************
- #define TX_ADR_WIDTH 5 // 本机地址宽度设置
- #define RX_ADR_WIDTH 5 // 接收方地址宽度设置
- #define TX_PLOAD_WIDTH 20 // 4 字节数据长度
- #define RX_PLOAD_WIDTH 20 // 4 字节数据长度
- uint const TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //本地地址
- uint const RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //接收地址
- uchar RX_BUF[RX_PLOAD_WIDTH];
- uchar TX_BUF[TX_PLOAD_WIDTH];
- //*****************************NRF24L01寄存器指令,详细请对照,Page18******************************
- #define READ_REG 0x00 // 读寄存器指令
- #define WRITE_REG 0x20 // 写寄存器指令
- #define RD_RX_PLOAD 0x61 // 读取接收数据指令
- #define WR_TX_PLOAD 0xA0 // 写待发数据指令
- #define FLUSH_TX 0xE1 // 冲洗发送 FIFO指令
- #define FLUSH_RX 0xE2 // 冲洗接收 FIFO指令
- #define REUSE_TX_PL 0xE3 // 定义重复装载数据指令
- #define NOP 0xFF // 保留
- //****************************SPI(nRF24L01)寄存器地址,详细请对照,Page18-24**********************
- #define CONFIG 0x00 // 配置收发状态,CRC校验模式以及收发状态响应方式
- #define EN_AA 0x01 // 自动应答功能设置
- #define EN_RXADDR 0x02 // 可用信道设置
- #define SETUP_AW 0x03 // 收发地址宽度设置
- #define SETUP_RETR 0x04 // 自动重发功能设置
- #define RF_CH 0x05 // 工作频率设置
- #define RF_SETUP 0x06 // 发射速率、功耗功能设置
- #define STATUS 0x07 // 状态寄存器
- #define OBSERVE_TX 0x08 // 发送监测功能
- #define CD 0x09 // 地址检测
- #define RX_ADDR_P0 0x0A // 频道0接收数据地址
- #define RX_ADDR_P1 0x0B // 频道1接收数据地址
- #define RX_ADDR_P2 0x0C // 频道2接收数据地址
- #define RX_ADDR_P3 0x0D // 频道3接收数据地址
- #define RX_ADDR_P4 0x0E // 频道4接收数据地址
- #define RX_ADDR_P5 0x0F // 频道5接收数据地址
- #define TX_ADDR 0x10 // 发送地址寄存器
- #define RX_PW_P0 0x11 // 接收频道0接收数据长度
- #define RX_PW_P1 0x12 // 接收频道0接收数据长度
- #define RX_PW_P2 0x13 // 接收频道0接收数据长度
- #define RX_PW_P3 0x14 // 接收频道0接收数据长度
- #define RX_PW_P4 0x15 // 接收频道0接收数据长度
- #define RX_PW_P5 0x16 // 接收频道0接收数据长度
- #define FIFO_STATUS 0x17 // FIFO栈入栈出状态寄存器设置
- //************************************NRF24L01函数申明**********************************************
- void Delay(unsigned int s);
- void inerDelay_us(unsigned char n);
- void init_NRF24L01(void);
- uint SPI_RW(uint uchar);
- uchar SPI_Read(uchar reg);
- //void SetRX_Mode(void);
- uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);
- uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
- uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);
- //unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf);
- void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf);
- //*****************************************长延时*****************************************
- void Delay(unsigned int s)
- {
- unsigned int i;
- for(i=0; i<s; i++);
- for(i=0; i<s; i++);
- }
- /******************************************************************************************
- /*延时函数
- /******************************************************************************************/
- void inerDelay_us(unsigned char n)
- {
- for(;n>0;n--)
- _nop_();
- }
- //****************************************************************************************
- /*NRF24L01初始化
- //***************************************************************************************/
- void init_NRF24L01(void)
- {
- inerDelay_us(100);
- CE=0; // chip enable
- CSN=1; // Spi disable
- SCK=0; // Spi clock line init high
- SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 写本地地址
- SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); // 写接收端地址
- SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 频道0自动 ACK应答允许
- SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 允许接收地址只有频道0,如果需要多频道可以参考Page21
- SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0); // 设置信道工作为2.4GHZ,收发必须一致
- SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); //设置接收数据长度,本次设置为4字节
- SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); //设置发射速率为1Mkbps,发射功率为最大值0dB
- }
- /****************************************************************************************************
- /*函数:uint SPI_RW(uint uchar)
- /*功能:NRF24L01的SPI写时序,详细看时序图,Page19
- /****************************************************************************************************/
- uint SPI_RW(uint uchar)
- {
- uint bit_ctr;
- for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++) // output 8-bit
- {
- MOSI = (uchar & 0x80); // output 'uchar', MSB to MOSI
- uchar = (uchar << 1); // shift next bit into MSB..
- SCK = 1; // Set SCK high..
- uchar |= MISO; // capture current MISO bit
- SCK = 0; // ..then set SCK low again
- }
- return(uchar); // return read uchar
- }
- /****************************************************************************************************
- /*函数:uchar SPI_Read(uchar reg)
- /*功能:NRF24L01的SPI时序,详细看时序图,Page19
- /****************************************************************************************************/
- uchar SPI_Read(uchar reg)
- {
- uchar reg_val;
- CSN = 0; // CSN low, initialize SPI communication...
- SPI_RW(reg); // Select register to read from..
- reg_val = SPI_RW(0); // ..then read registervalue
- CSN = 1; // CSN high, terminate SPI communication
- return(reg_val); // return register value
- }
- /****************************************************************************************************/
- /*功能:NRF24L01读写寄存器函数,
- /****************************************************************************************************/
- uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
- {
- uint status;
- CSN = 0; // CSN low, init SPI transaction
- status = SPI_RW(reg); // select register
- SPI_RW(value); // ..and write value to it..
- CSN = 1; // CSN high again
- return(status); // return nRF24L01 status uchar
- }
- /****************************************************************************************************/
- /*函数:uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
- /*功能: 用于读数据,reg:为寄存器地址,pBuf:为待读出数据地址,uchars:读出数据的个数
- /****************************************************************************************************/
- /*uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
- {
- uint status,uchar_ctr;
- CSN = 0; // Set CSN low, init SPI tranaction
- status = SPI_RW(reg); // Select register to write to and read status uchar
- for(uchar_ctr=0;uchar_ctr<uchars;uchar_ctr++)
- pBuf[uchar_ctr] = SPI_RW(0); //
- CSN = 1;
- return(status); // return nRF24L01 status uchar
- }*/
- /*********************************************************************************************************
- /*函数:uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
- /*功能: 用于写数据:为寄存器地址,pBuf:为待写入数据地址,uchars:写入数据的个数
- /*********************************************************************************************************/
- uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)
- {
- uint status,uchar_ctr;
- CSN = 0; //SPI使能
- status = SPI_RW(reg);
- for(uchar_ctr=0; uchar_ctr<uchars; uchar_ctr++)=""
- SPI_RW(*pBuf++);
- CSN = 1; //关闭SPI
- return(status); //
- }
- /*
- /****************************************************************************************************/
- /*函数:void SetRX_Mode(void)
- /*功能:数据接收配置
- /****************************************************************************************************
- void SetRX_Mode(void)
- {
- CE=0;
- SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); // IRQ收发完成中断响应,16位CRC ,主接收
- CE = 1;
- inerDelay_us(130);
- }
- /******************************************************************************************************
- /*函数:unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
- /*功能:数据读取后放如rx_buf接收缓冲区中
- /******************************************************************************************************
- unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
- {
- unsigned char revale=0;
- sta=SPI_Read(STATUS); // 读取状态寄存其来判断数据接收状况
- if(RX_DR) // 判断是否接收到数据
- {
- CE = 0; //SPI使能
- SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);// read receive payload from RX_FIFO buffer
- revale =1; //读取数据完成标志
- }
- SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta); //接收到数据后RX_DR,TX_DS,MAX_PT都置高为1,通过写1来清楚中断标志
- return revale;
- }
- */
- /***********************************************************************************************************
- /*函数:void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)
- /*功能:发送 tx_buf中数据
- /**********************************************************************************************************/
- void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)
- {
- CE=0; //StandBy I模式
- SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 装载接收端地址
- SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH); // 装载数据
- SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); // IRQ收发完成中断响应,16位CRC,主发送
- CE=1; //置高CE,激发数据发送
- inerDelay_us(10);
- }
- uchar Check_ACK()
- {
- sta=SPI_Read(STATUS); // 读状态寄存器
- if(TX_DS||MAX_RT)
- {
- SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, 0xff); //清除TX_DS或MAX_RT中断标志
- CSN = 0;
- SPI_RW(FLUSH_TX); //清除TX_FIFO
- CSN = 1;
- return(0);
- }
- else
- return(1);
- }
- uchar Temp_Value[]={0x00,0x00};
- //bit DS18B20_IS_OK = 1;
- uint temp=0;
- uchar Display_Digit[]={0,0,0,0,0};
- uchar code df_Table[]={0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9};
- sbit LCD_RS = P2^0;
- sbit LCD_RW = P2^1;
- sbit LCD_EN = P3^7;
- uchar Temp_Disp_Title[]= {"reshidian1: "}; //1602 液晶第一行显示内容
- uchar Current_Temp_Display_Buffer[]={"TEMP1: "}; //1602 液晶第二行显示内容
- void delay1ms(unsigned int ms)//延时1毫秒(不够精确的)
- {unsigned int i,j;
- for(i=0;i<ms;i++)
- for(j=0;j<100;j++);
- }
- bit LCD_Busy_Check() //LCD 忙标志,返回值为 1602LCD 的忙标志位,为 1 表示忙
- {
- bit result;
- LCD_RS = 0;
- LCD_RW = 1;
- LCD_EN = 1;
- delay1ms(1);
- result = (bit)(P0&0x80);
- LCD_EN=0;
- return result;
- }
- void Write_LCD_Command(uchar cmd) //1602LCD 写指令函数
- {
- while(LCD_Busy_Check());
- LCD_RS = 0;
- LCD_RW = 0;
- LCD_EN = 0;
- _nop_();
- _nop_();
- P0 = cmd;
- delay1ms(1);
- LCD_EN = 1;
- delay1ms(1);
- LCD_EN = 0;
- }
- void Write_LCD_Data(uchar dat) //1602LCD 写数据函数
- {
- while(LCD_Busy_Check());
- LCD_RS = 1;
- LCD_RW = 0;
- LCD_EN = 0;
- P0 = dat;
- delay1ms(1);
- LCD_EN = 1;
- delay1ms(1);
- LCD_EN = 0;
- delay1ms(1);
- }
- void LCD_Initialise() //1602LCD 初始化
- {
- Write_LCD_Command(0x01);
- delay1ms(5);
- Write_LCD_Command(0x08);
- delay1ms(5);
- Write_LCD_Command(0x38);
- delay1ms(5);
- Write_LCD_Command(0x0c);
- delay1ms(5);
- Write_LCD_Command(0x06);
- delay1ms(5);
- }
- void Set_LCD_POS(uchar pos) //1602LCD 设置显示位置
- {
- Write_LCD_Command(pos|0x80);
- }
- void Delayl(uint x) //延时 2
- {
- while(x--);
- }
- uchar Init_DS18B20() //初始化(或者说复位)DS18B20
- {
- uchar status;
- DQ = 1;
- Delayl(8);
- DQ = 0;
- Delayl(90);
- DQ = 1;
- Delayl(8);
- status=DQ;Delayl(100);
- DQ = 1;
- return status;
- }
- uchar ReadOneByte() //从 DS18B20 读一字节数据
- {
- uchar i,dat=0;
- DQ = 1;
- _nop_();
- for(i=0;i<8;i++)
- {
- DQ = 0;
- dat >>= 1;
- DQ = 1;
- _nop_();
- _nop_();
- if(DQ)
- dat |= 0X80;
- Delayl(30);
- DQ = 1;
- }
- return dat;
- }
- void WriteOneByte(uchar dat) //从 DS18B20 写一字节数据
- {
- uchar i;
- for(i=0;i<8;i++)
- {
- DQ = 0;
- DQ = dat& 0x01;
- Delayl(5);
- DQ = 1;
- dat >>= 1;
- }
- }
- void Read_Temperature() //从 DS18B20 读取温度值
- {
- Init_DS18B20();
- WriteOneByte(0xcc); //跳过序列号命令
- WriteOneByte(0x44); //启动温度转换命令
- Init_DS18B20(); //复位 DS18B20 (每一次读写之前都要对 DS18B20 进行复位操作)
- WriteOneByte(0xcc); //跳过序列号命令
- WriteOneByte(0xbe); //读取温度寄存器
- Temp_Value[0] = ReadOneByte(); //读取温度低 8 位(先读低字节,再读高字节, )
- Temp_Value[1] = ReadOneByte();//读取温度高 8 位 (每次只能读一个字节)
- }
- void Display_Temperature() //在 1602LCD 上显示当前温度
- {
- uchar i;
- uchar t = 150, ng = 0; //延时值与负数标志
- if((Temp_Value[1]&0xf8)==0xf8) //高字节高 5 位如果全为 1, 则为负数, 为负数时取反
- { //加 1,并设置负数标志为 1
- Temp_Value[1] = ~Temp_Value[1];
- Temp_Value[0] = ~Temp_Value[0]+1;
- if(Temp_Value[0]==0x00) //若低字节进位,则高字节加 1
- Temp_Value[1]++;
- ng = 1; //设置负数标志为 1
- }
- Display_Digit[0] = df_Table[Temp_Value[0]&0x0f]; //查表得到温度小数部分
- //获取温度整数部分(低字节低 4 位清零,高 4 位右移 4 位)+(高字节高 5 位清零,
- //低三位左移 4 位)
- temp= ((Temp_Value[0]&0xf0)>>4) | ((Temp_Value[1]&0x07)<<4);
- //将温度整数部分分解为 3 位待显示数字
- Display_Digit[3] = temp/100;
- Display_Digit[2] = temp%100/10;
- Display_Digit[1] = temp%10;
- Display_Digit[4] = ng;
- //刷新 LCD 缓冲 //加字符 0 是为了将待数字转化为字符显示
- Current_Temp_Display_Buffer[11] = Display_Digit[0] + '0';
- Current_Temp_Display_Buffer[10] = '.';
- Current_Temp_Display_Buffer[9] = Display_Digit[1] + '0';
- Current_Temp_Display_Buffer[8] = Display_Digit[2] + '0';
- Current_Temp_Display_Buffer[7] = Display_Digit[3] + '0';
- if(Display_Digit[3] == 0) //高位为 0 时不显示
- Current_Temp_Display_Buffer[7] = ' ';
- if(Display_Digit[2] == 0&&Display_Digit[3]==0) //高位为 0, 且次高位为 0, 则次高位不显示
- Current_Temp_Display_Buffer[8] = ' ';
- //负号显示在恰当位置
- if(Display_Digit[4]==1)
- Current_Temp_Display_Buffer[6] = '-';
- else
- Current_Temp_Display_Buffer[6] = ' ';
- if (re ==0)
- {Temp_Disp_Title[14] = '0'; Delay(2000); }
- else
- { Temp_Disp_Title[14] = '1'; Delay(2000); }
- Set_LCD_POS(0x00); //第一行显示标题
- for(i=0;i<16;i++)
- {
- Write_LCD_Data(Temp_Disp_Title);
- }
- Set_LCD_POS(0x40); //第二行显示当前温度
- for(i=0;i<16;i++)
- {
- Write_LCD_Data(Current_Temp_Display_Buffer);
- }
- //显示温度符号
- Set_LCD_POS(0x0d);
- Write_LCD_Data(' ');
- Set_LCD_POS(0x0f);
- Write_LCD_Data(' ');
- Set_LCD_POS(0x4c);
- Write_LCD_Data(' ');
- Set_LCD_POS(0x4d);
- Write_LCD_Data(0xdf);
- Set_LCD_POS(0x4e);
- Write_LCD_Data('C');
- Set_LCD_POS(0x4f);
- Write_LCD_Data(' ');
- }
- void main()
- {
- uchar i;
- P0=0xff;
- P1=0xff;
- P2=0xff;
- P3=0xff;
- init_NRF24L01() ; // 初始化IO
- Read_Temperature();
- LCD_Initialise();
- Delay(6000);
- while(1)
- {
- Read_Temperature();
- Display_Temperature();
- Delayl(500);
- for(i=0;i<5;i++)
- {
- TX_BUF=Display_Digit;
- LED=~LED;
- Delay(2000);
- }
- TX_BUF[5] = Temp_Disp_Title[14];
- nRF24L01_TxPacket(TX_BUF);
- Delay(1000);
- while(Check_ACK()); //检测是否发送完毕
- }
- }
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