水位遥测系统最终版..

1、Henan University ot Urban Construction毕业设计论文题目水位遥测自控系统学院：河南城建学院专业：自动化姓名：闫佐明学 号： 0924092159扌指导老师： 邢广成完成时间：2013年6月5日河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要本系统以AT89S51单片机为主控单元，通过电容传感器和液位变送器实现液位实时 数据的检测和自动控制。系统分主控站与测控站，通过主控站的键盘可以实现对测控站 的水位上下限的控制和显示。主控站与测控站之间的无线实时数据传输的解决方案采用 广泛应用于无线抄表、工业数据采集系统和水文气象监控等领域的无线通信芯片nRF905组成无线高速数据收

2、发模块。系统实现对所监控水位的短矩离无线测量与自动控制，利 用GFSK实现数据高速传送以及较低的功耗。从测控站传送过来的数据通过人性化人机 交换界面SMS0501E实现数据的实时数据显示以及实现相应的报警提示。本系统通过单片机串口与电脑串口的通讯功能和利用互联网可以实现水位的远程测量与自动控制，这对江河水位的实时监控非常实用。 本系统可能通过简单地调整就可以移植到其它物位系 统与无线抄表系统，非常有研究价值。结果表明，该系统具有有性价比高、操作简便、 可视化操作等优点.关键字：AT89S51单片机，nRF905,电容传感器I河南城建学院本科毕业设计（论文）ABSTRCTABSTRCTThis

3、system with AT89S51 as the mai n con trol un it, through the capacita nee sensor and the liquid level transmitter data level in real-time detection and automatic control. System master control station and control stations,throughthe keyboard master station can realize to the observation of water lev

4、el lower limit on the control and display. Master station and the solution of wireless real-time data tran smissi on betwee n con trol stati ons are widely used in the wirelessmeter read ing, in dustrialdata collectio nsystem and hydrologicmeteorological mon itori ng in areas such as wireless com mu

5、ni cati on chip n RF905 wireless high-speed data transceiver module. System for monitoring water level by a short momentaway from the wireless measurementand automatic control, using the GFSK realize high speed data tran smissi on and low power con sumpti on. From con trol stati ons tran smit data t

6、hrough the huma ni zed huma n-computer in terface SMS0501E3 to realize data excha nge of real-time data display and realize the corresponding alarm prompt. This system through the microcontrollerserial portand computer serial com muni cati on function and the use of the Internet can realize remote m

7、easureme nt and automaticcon trol of water level, the real-timemonitoring of the water level in the river is very practical. May by simply adjusti ng the system can be tran spla nted to other level systems and wireless meter read ing system, great research value. Results show that the system has hig

8、h cost-effective, easy operati on, visual operati on, etc.Key words:capacita nee sen sor automatic con trolii河南城建学院本科毕业设计（论文）目录目录摘要 IAbstract ii第1章绪 论 11.1 研究的目的和意义 11.2 国内外水位测量的发展 21.3 水位测量的优缺点 31.4 课题的主要工作 3第2章设计思路与方案 42.1 系统总体结构设计 42.2 系统设计思路 42.2.1 水位测量方案 42.2.2 远程数据传输方案 5第3章硬件设计 73.1 单片机的概述 73.

9、2 水位测量电路的设计 103.2.1工作原理 103.2.2水位测量电路 113.3 无线传输模块的设计 113.3.1 NRF905 工作原理 113.3.2 NRF905 电气特性 123.3.3 NRF905接口电路及管脚说明 133.3.4 无线传输模块 143.4 显示电路设计 143.4.1 SMS0501E3液晶显示模块的概述 153.4.2 SMS0501E3液晶显示模块的主要技术参数 153.4.3 SMS0501E3 液晶显示模块的接口电路 153.4 4显示电路 163.5 报警电路的设计 163.6 阀门控制电路设计 173.7 其他电路 183.8 本章小节 19第

10、4章软件设计 204.1 主电路的软件设计 214.2 水位测量软件设计 224.3数码管显示软件设计 244.4无线数据传输软件设计 264.4.1 ShockBurst TX 发送流程 27442 ShockBurst RX接收流程 28443 节能模式 284.5 本章小结 29第5章系统仿真 305.1程序编译和加载 305.2系统仿真 305.3系统仿真结果分析 32总结 33致谢 35III河南城建学院本科毕业设计（论文）第1章绪论第1章 绪 论1.1 研究的目的和意义在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。 一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便

11、，重则可能造成严重的生产事故及损失。 因此给水工程往往成为高层建筑或工矿企业中最重要的基础设施之一。任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给水系统提出的基本要求。就目前而言， 多数工业、生活供水系统都采用水塔、顶层水箱等作为基本储水设备，由一级或二级水 泵从地下市政水管补给。因此，如何建立一个可靠安全、又易于维护的给水系统是值得 我们研究的课题。水位自动测报系统属于应用现代遥测、 通信、计算机技术，是完成江河流域降雨量、 蒸发量、河流湖泊水位、海洋潮位、流量（流速）、风向风速、水质、闸坝的闸门开度、 渗压、土壤墒情等数据的实时采集、报送和处理应用的信息系统，属于非工程性防洪措

12、施。它能将某一流域或区域内的水文气象、水资源信息在短时间内传递至决策机构，以 便进行洪水预报和水资源优化调度，减少水害损失，提高水资源的利用率，可以产生巨 大的社会效益和经济效益。水位自动测报系统多用在重点防洪地区及大型水利工程上，特别是在流域性、区域 性的水位数据采集、传输和处理、应用的自动化方面起到了积极作用。水位自动测报系统包括三种工作制式：自报式、查询应答式和混合式。（1）自报式工作制式：在遥测站设备控制下每当被测参数发生一个规定的增减量变化或按设定的时间间隔，即向中心站发送所采集的数据，接收端的数据接收设备始终 处于值守状态。现在已经对传统的自报式工作制式进行了改进，使自报式工作制式

13、有了 较大发展。改进后自报式也是双向通信方式，不是过去的纯单向工作方式。在遥测站设 备控制下每当被测参数发生一个规定的增减量变化或按设定的时间间隔，即向中心站发送所采集的数据，中心站收到数据后，给遥测站发送“确认”信息，告知遥测站这组数 据接收正确或是接收错误。自报式只有采用“确认”机制，才可以实现双信道的自动切换。（2）查询应答式：由中心站自动定时巡测或随机呼叫遥测站，遥测站响应中心站 的查询指令，将所采集的数据发送给中心站。定时自动巡测的时间间隔可根据数据处理 和预报作业的需要确定。（3） 混合式：系统兼容自报式和查询一应答式两种工作制式。现在被广泛运用。特别是采用公网组网（包括VSAT的

14、水文自动测报系统，为了保证数据的时效性，又节 省运行费用，采用混合式工作制式组网比较合理。在汛情不紧张、数据量小的时间段内用查询一应答式；当出现暴雨或水位变化较快时以自报方式加报。随着无线通信技术的发展，遥测及遥控技术已经深入人们的生活与工作当中，在工 业与生活中水位的测量与控制是经常要测控的一个因素。仪器自动一体化，短距离无线 抄表技术已经成为下一代无线技术发展的一个重要分支。应此势要求，本设计就以一水 位遥测自动控制系统，对于无线技术的研究只是作个抛砖引玉。1.2 国内外水位测量的发展我国的水位自动测报系统从70年代末起步，在浙江省浦阳江流域首先应用。80年代初期为引进阶段，先后在淮河王家

15、坝区间、长江流域汉江丹江口水库、黄河的三门峡 至花园口建成进口设备的水情自动测报系统。1985年以后为国产设备研制、定型阶段，有淮河正阳关以上流域水位自动测报系统、黄河流域陆浑小区自报式水情自动测报系 统、长江流域汉江的黄龙滩水库水情自动测报系统等。90年代后为推广应用阶段。从上世纪90年代以来，随着现代科技的飞速发展，越来越多的新技术运用于各行 各业，人们对信息传递的要求越来越高，尤其是在水文监测方面。以长江上游为例，该 区域以山区性河流为主，有三大暴雨中心，灾害性洪水较多。测报系统除了为国家防总、 重庆市防汛办、长江防总、三峡工程及沿江省、地、市的46个防汛部门提供水情信息外，还为航运、航

16、道、供水、港务、码头等 70余个企事业单位提供水情服务。在这些 大量的监测、预报任务中，原始数据的实时传输并汇总上报是一大难题。为了提高水文 监测预报的实时性、可靠性，采用先进科技手段对现有水文监测管理进行系统改造已势 在必行。根据水文自动测报系统规模和性质的不同， 可将其分为水文自动测报基本系统和水 文自动测报网两部分。水文自动测报基本系统由中心站、遥测站（包括监测站）、通信系统（包括中继站）组成。水位自动测报网是通过计算机的标准接口和各种信道，把若干个基本系统连接起来，组成进行数据交换共享的水文自动测报网络。1.3 水位测量的优缺点水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下

17、水、水电站等情 况下的水位控制。而以往水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化 进行监测，用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给 排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。同时 也容易出差错。因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动 控制系统。水塔很高，水位高低位不便于观察，水多会溢出来，可用以下方法来解决这个问题， 改进供水装置就能实现供水自动化， 供水系统中的水塔和高位水池等设备由于所处地势 高，上下极为不便，有时水即将用完也不知道，造成需用水时却无水可用的情况。 此外, 在向池中注入水的过程中，

18、由于不知道水位的情况，也就无法控制注水量的多少，这会 严重影响正常的工作效率。为此需要对水位进行自动显示、监测和报警。传统的水位检 测系统一般通过有线方式与监控中心取得联系，这种方式不但维护起来困难，而且在很 大程度上限制了其在时空上的拓展性。1.4 课题的主要工作本研究的主要内容是设计一种利用单片机的无线测量和自动控制系统。不需要架设电缆，而且可以实现水位的远程自动控制和遥测。采用无线传输模块与单片机构成的系 统则能够解决以上的问题。通过单片机可以很方便的实现水位的显示功能，还可以通过 这种无线通信的方式以实现远程终端监控和报警的功能。此外,这次设计还有以下任务：（1）通过这次课程设计，加深

19、对单片机理论方面的理解。（2）掌握单片机的内部模块的应用，如中断、控制、 I/O 口、串行口通讯等。（3）了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和 实现单片器应用系统打下良好基础。（4）通过简单的设计，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固、充实和综合运用 所学知识解决实际问题的目的。3河南城建学院本科毕业设计(论文)第2章设计思路与方案第2章设计思路与方案2.1系统总体结构设计水位遥测自控装置从功能上看需要实现以下几点：水位的测量，水位信息的远程传 输，水位的自动控制。系统由水位测量模块、无线发送接收模块、微控制器模块、显示 模块、报警模块、阀门控制模块和键盘模块组

20、成，总体结构框图如图2.1所示。显示模块水位测量微控制器无线数据发送无 线 数 据 接 收微控气 Q制器阀门控制键盘控制报警模块图2.1水位遥测自控系统结构框图水位测量模块测量出水位信息，由微控制器将水位信息写入无线数据发送装置，无线数据接收装置接收到的水位信息通过微控制器进行显示，当接收到的数据超过警戒水位的上限或低于警戒水位的下线时， 微控制器控制报警模块及阀门控制模块进行相应的 动作。2.2 系统设计思路水位遥测自控系统设计方案的选择主要包括两方面：水位测量方案的选择和远程数据传输方案的选择。2.2.1水位测量方案方案1:压力传感器压力传感器测量水位原理：不同的水位产生净水压强是不同的，

21、测量出水压，就可 以计算出水位值。一般选择输出信号为 420mA水质对采集精度的影响：投入压力传感器是通过测量水的静压力来间接的测量水 位，其基准是以净水压力来核算的，在多泥沙的水质中，必须考虑水质对水位值的影响， 一般要根据实际情况设定一个水质系数进行弥补。实际水位值二测量水位值*水质系数(水质系数小于等于1)方案2:电容传感器运用两根一端封闭的导线，将距离固定制作成简单的平行板电容器即电容传感器。水位的变化直接影响导线间的介质多少变化，从而引起电容值的变化。一般，电容的计算公式如式2.2。C=Q/U平行板电容器的电容：理论和实验表明，平行板电容器的电容C跟介电常数成正比，跟正对面积成反比，

22、跟极板间的距离d成反比，有式2.3。C= S/4 n kd式2.3中：k为静电力常量，介电常数 由两极板之间介质决定，圆周率 n = 3.1415926。方案2与方案1比较：一般工农业上进行水位测试的装置多采用方案1的压力传感器，然而对于本次的设计，方案 2的电容传感器相比之下更经济，可操作性更强，更能 达到现场模拟的目的，因此传感器采用方案2。为提高水位测量的精度，一般要对数据进行滤波，水位测量装置常用的滤波算法有：(1) 取平均值：同时采集多个值，取其平均值作为实际的数据。(2) 一阶滞后滤波法：一般取a=01。本次滤波结果=(1-a) *本次采样值+a*上次滤波结果2.2.2 远程数据传

23、输方案方案1： GSM无线短信芯片GSMC线短信模块G100A是由北京捷麦公司推出的，该模块采用全SMT组装，工艺先进、可靠性高，工作电压范围为 515 v。其内置的德国西门子公司 GSM模块TC35 使得模块操作简单，无须学习复杂的GSM模块AT指令集。G100A的串口具有TTL、RS232 和RS485半双工三种形式，标准配置为 RS232采用GSM模块与单片机构成的系统通过单片机的并行 I /0 口可以很方便的实现水 位的显示功能。现有的GSh网络在全国范围内实现了联网和漫游，采用 GSM莫块时，就 可以通过一种无线通信的方式以实现远程终端监控和报警的功能。方案2:无线收发器nRF905

24、NRF905无线收发器工作在433/868/915MHZ的ISM频段，由一个完全集成的频率调制器，一个带解调器的接收器，一个功率放大器，一个晶体震荡器和一个调节器组成， 可以通过一种无线通信的方式实现远程终端监控和报警的功能。单片的NRF90削以实现无线接收和发送功能，它具有低功耗ShockBurst模式，工作电源电压范围1.9-3.6V。 NRF905无线收发器用户无需另外组网，为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。方案2与方案1比较：方案1的GSM模块受到网络信号的限制，对于一些信号强度较弱 的区域，同时受到通信协议等各方面因素的限制，无法保证正常工作。方案2的nRF905模块更方便应用于

25、本次设计，因此本设计无线传输方案选择方案2。5河南城建学院本科毕业设计（论文）第3章硬件设计第3章硬件设计根据设计要求，采用STC89C52单片机为核心的智能控制器系统的硬件接口电路包 括：控制器实时时钟接口电路、水位测量电路、无线传输接口电路、报警电路、显示接 口电路以及继电器输出接口电路等。其中 STC89C52为核心控制器件，水位测量运用电 容传感器及555频率计算器组成，无线传输运用 NRF905模块，数码管为显示器件，继 电器为控制器件。下面将对各个电路与其核心器件的工作原理做详细介绍。3.1 单片机的概述我们选用STC89C52作为我们的控制芯片其引脚图如 3.2.1（1）89C5

26、2是INTEL公司MCS-52系列单片机中最基本的产品，它采用 NTEL公司可靠 的CHMO工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-52的HCMO产品。 它结合了 HMOS勺高速和高密度技术及 CHM OS勺低功耗特征，它继承和扩展了 MCS-48单片机的体系结构和指令系统（2） 89C52的封装89C52的封装如图U211图3.2.2 89C52封装图图 3.2.1STC89C52 引脚图（3）STC89C52各引脚功能及管脚电压概述：STCAT89C52P为40脚双列直插封装的 8位通用微处理器， 采用工业标 准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52相同，其主要用

27、于会聚调整时的功能控制。 功能包括对会聚主IC内部寄存器、数据 RAM及外部接口等功 能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（ 19脚）和XTAL2（ 18脚）为振荡器输入输出端口，外接 12MHz晶振。RST/Vpd（ 9脚）为复位输入端口，外接电阻电 容组成的复位电路。 VCC（ 40脚）和VSS（ 20脚）为供电端口，分别接 +5V电源 的正负端。P0P3为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义。P0 口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为 输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动

28、8个TTL逻辑门电路，对端口 P0写“ 1 ”时，可作为高阻抗输入端用在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分 时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外 接上拉电阻。P1 口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口， P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4个TTL逻辑门电路。对端口写“ 1 ”，通过内部的上拉电阻 把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻， 某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。与AT89C51不同之处是，P1.0和

29、P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2 ）和输入（P1.1/T2EX），Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。P2 口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4个TTL逻辑门电路。对端口 P2写“ 1”，通过内部的上拉 电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉 电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL） o在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX DPT指令）时，P2 口送出高8位地址数据。在访问 8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX RI

30、指令）时，P2 口输出P2锁存器的内容。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一 些控制信号。P3 口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4个TTL逻辑门电路。对 P3 口写入“ 1”时，它们被内部上 拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL ）0 P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能P3 口还接收一些用于 Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。RST是复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG是指当访问外

31、部程序存储器或数据存储器时，ALE （地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的 1/6当访问外部数据存储器时将跳过一个 脚还用于输入编程脉冲（PROG。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每ALE脉冲。对Flash存储器编程期间，该引SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁ALE禁止位无效止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC旨令才能将 ALE激活。此外,该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置程序储存允许（PSEN输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89

32、C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。外部访问允许（EA/VPP）。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为OOOOH FFFFH，EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被 编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接 Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上 +12V的编程允许电源 Vpp,当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。XTAL1 是振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2 振荡器反相放大器

33、的输出端。特殊功能寄存器在 AT89C52片内存储器中，80H-FFH共128个单元为特殊功能寄存器（SFE）o并非所有的地址都被定义，从80H FFH共128个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。 对没有定义的 单元读写将是无效的， 读出的数值将不确定， 而写入的数据也将丢失。不应将数据“ 1”写入未定义的单元，由于这些单元在将 来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“ 0”。AT89C52除了与AT89C51所有的定时/计数器0和定时/计数器1夕卜，还增加了一 个定时/计数器2。定时/计数器2的控制和状态位位于 T2CON和T2MOD寄存器对（RCAO2

34、H RCAP2L是定时器2在16位捕获方式或 16位自动重装载方式下的捕 获/自动重装载寄存器。3.2 水位测量电路的设计水位测量电路由简单的电容传感器和ICM7555定时器构成。3.2.1工作原理当水位变化时，电容传感器的电容值发生变化，电容传感器的电容变化输入ICM7555 定时器电路，ICM7555输出相应的频率。电容传感器的电容值与 ICM7555输出频率值的 转换关系如式3.1。f = 1.44/（Ra+2Rb）C3.2.2水位测量电路C23 0 1u词Hri.图3.4水位测量电路原理图通过三极管Q6来控制ICM7555的电源供给，使单片机能自由控制其频率的输出，更有利于对频率的测量

35、和系统的稳定性控制。其中R26为三极管Q6基极的限流电阻。为了尽量的减小输入干扰及其保护ICM7555则在输入端串接电容 C23和C243.3 无线传输模块的设计3.3.1 NRF905工作原理nRF905是单片工作在433/8685MHZ频段的无线收发器，由一个完全集成的频率 调制器，一个带解调器的接收器，一个功率放大器，一个晶体振荡器和一个调节器组成 11。ShockBurst工作模式的特点是自动产生前导码和 CRC可以很容易通过SPI接口进 行编程配置。电流消耗很低，在发射功率为-10Bm时，发射电流为11mA接收电流为 12.5m进入POWERDC模式可以很容易实现节电。快速参考数据如

36、表3.1。河南城建学院本科毕业设计(论文)第3章硬件设计表3.1 nRF905快速参考数据参数最低工作电压1.9V最大发射功率10dBm最大数据传输率曼切斯特编码50kbps输出功率为-10 dBm时工作电流9mA接收模式时工作电流12.5mA温度范围-40 to +85C典型灵敏度-100dBmPOWERDOWN式时工作电流2.5uA3.3.2 NRF905电气特性nRF905 32L QFN 5*5封装管脚分布图如图 3.5 :TX_EN DVDDJV2 VSS F 怖*悄5SVDC西国西固固因国固nt丸 ce| 24 I vss申.uf| 21 23 I IREPuwLjtfyl| 22

37、 I 诈nRPMJS32 E Q樹敦3I 加 anti19 WD_PA叵彌| 1 7 | VDD回回回回回回叵回询暮 |c$Nxrl2vss图3.5 nRF905 32L QFN 5*5 封装管脚分布图n RF905的电气特性如下:(1) 输出频率4MHZ外部时钟脚负载为5pf,晶体为4MHZ(2) 晶体为4MHZ(3) POWERDO模式时SPI时钟为1MHZ(4) 工作在 433/868/915MHZ的 ISM频段(5) 晶体频率有5种不同取值(4、8 12、16、20MHZ(6) 通道宽度和通道间隔为200KHZ3.3.3 NRF905接口电路及管脚说明nRF905芯片管脚说明如表3.2

38、 。表3.2 nRF905芯片管脚说明管脚称管脚功能1TRX_CE数字输入使能芯片发射或接收2PWR_UP数字输入芯片上电3uPCL K时钟输出由晶体震荡器分频的输出时钟4VDD电源电源+3V DC5VSS电源地0V6CD数字输出载波检测7AM数字输出地址匹配8DR数字输出接收或发射数据完成9VSS电源地0V10MISOSPI 接 口SPI输出11MOSISPI 接 口SPI输入12SCKSPI时钟SPI时钟13CSNSPI使能SPI使能14XC1模拟输入晶体震荡器1脚/外部时钟输入脚15XC2模拟输出晶体震荡器2脚16VSS电源地0V17VDD电源电源+3V DC18VSS电源地0V19VD

39、D_PA电源输出给nRF905功率放大器提供的+1 .8V电源20ANT1射频输出天线接口 121ANT2射频输出天线接口 222VSS电源地0V23IREF模拟输入参考电流24VSS电源地0V25VDD电源电源+3V DC26VSS电源地0V27VSS电源地0V28VSS电源地0V29VSS电源地0V30VSS电源地0V31DVDD_1V2电源藕和的低压正数字电源输出32TX_EN数字输入TX EN= 1 TX 模式 TX EN= 0 RX 模式15河南城建学院本科毕业设计(论文)第3章硬件设计nRF905的接口电路如图3.6所示U17VCCLEMTRX_CEPWR_UPUCLKCOAMDR

40、MISOMOSISOKCSNGNDVSSDC_1图3.6 nRF905接口电路3.3.4无线传输模块C1B lOOnf+3.3VRF_TRX_CERF.UCLKRF_AM RF_MSO RF 5CKvcc71RX_CEUCLKAMMISOpwfTupCD OR MOSlSCKCSNGNPVSSU172DC 1345aT w 巨12PF MOSIPF CSNRF_PAP_UPRT.CDRF M图3.7无线传输模块原理图n RF905模块的所有管脚都直接与单片机管脚相连。为了提供更稳定的电源，在电源 端并联一个储能电容C1&3.4 显示电路设计3.4.1 SMS0501E3液晶显示模块的概述SMS

41、0501E3数码笔段型液晶显示模块（LCM）,采用数码笔段型液晶显示器（LCD），可 显示5位数字及3个小数点，宽电压工作范围，微功耗，高亮发光管侧背光，与 MCU 单片机采用二线式串口连接，广泛应用于手持式仪器仪表，智能显示仪表。3.4.2 SMS0501E3液晶显示模块的主要技术参数表3.4 SMS0501E3液晶显示模块的主要技术参数项目参数项目参数显示容量5位数字+3个小数点模块工作电压2.7 5.5V背光源颜色蓝色工作电流300uA(5.0V)不含背光源工作电压电流3.0V,20mA字咼12.0mm环境相对湿度8);comma nd_buffer3=(0X20+comma nd_bu

42、ffer1+comma nd_buffer2);void in terrupt VectorNumber_Vtpm1ovf timer()TPM1SC = TPM1SC;TPM1SC_TOF=0;timer_ nu m+;void in terrupt VectorNumber_Vtpm1ch2 in put()TPM1C2SC_CH2F=0;if(i nput_ num=1) in put_f=TPM1CNT;timer_ num=0;if(i nput_ num=2)in put_s=TPM1CNT;in put_ num=0;subTemp=timer_ nu m*6250+in put

43、_s-i nput_f;in put_ nu m+;4.3数码管显示软件设计SMS0501E3液晶显示模块的地址映射表如表 4.1所示。表4.1 SMS0501E3液晶显示模块的地址映射表LCDBUF:D7D6D5D4D3D2D1D00C1X0D1E1B1A1F1G11C2H2D2E2B2A2F2G22C3H3D3E3B3A3F3G33C4H4D4E4B4A4F4G44C5X0D5E5B5A5F5G5数码管依次对百位，十位，个位进行显示。数码管显示子程序如图4.3所示。以下是SMS050程序：unsigned char LCD_table12=0x41,0x77, 0xc2, 0x52, /

44、0, 1,2, 30x74, 0x58, 0x48, 0x73, / 4, 5, 6, 70x40, 0x50, 0xff, 0xfe, / 8, 9,-；void In it_LCD() PTCDD_PTCDD4=1;PTCDD_PTCDD5=1;PTGDD_PTGDD3=1;LCD_BLK=1; /open BLK is highvoid LCD_write_byte( uint data)char i;for(i=0; i= 1;LCD_CLK = 0;LCD_CLK = 1;void LCD_write_bytes( uint data, char dp, char minus)cha

45、r i;char temp5;if(mi nus)temp0else=0xff;temp0=0xfe;temp1=LCD_tabledata%10000/1000;temp2=LCD_tabledata%1000/100;temp3=LCD_tabledata%100/10;temp4=LCD_tabledata%10;if(dp)tempdp &= Oxbf;for(i=0; i5; i+) LCD_write_byte(tempi);274.4图4.3数码管显示子程序无线数据传输软件设计NRF905-共有四种工作模式，其中有两种活动RX/TX模式和两种节电模式14。活河南城建学院本科毕业设计（论文）第4章软件设计动模式（ShockBurst RX和ShockBurst TX ）,节电模式（掉电和 SPI编程，STANDB和SPI编程）。nRF905工作模式由TRX_CE、TX_EN PWR_U的设置来设定如表 4.2所示。 表4.2 nRF905 工作模式设定PWR_UPTRX_CETX_EN工作模式0XX掉电和SPI编程10X