[理学]单片机毕业论文.doc

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1、西昌学院毕业论文（设计） 1 题题 目：目： 基于无线传输的基于无线传输的 3 3 路路 湿度采集系统湿度采集系统 教教 学学 系：系：汽车与电子工程学院汽车与电子工程学院 年级、年级、 专业：专业： 20082008 级电子信息工程级电子信息工程 （通讯方向）（通讯方向） 学学 生生 姓姓 名：名：陈鹏州陈鹏州 学学 号：号：07111020610711102061 西昌学院毕业论文（设计） 2 毕业 论文 基于无线传输的电脑机房基于无线传输的电脑机房 3 路湿度采集系路湿度采集系 统统 作者：陈鹏州 指导老师：谢平 （2008 级电子信息工程） 摘 要：本文设计以单片机作为主控器件，能够在

2、计算机电脑机房里采集湿度数据并且通过无 线收发模块将采集到的数据传输到远处的显示设备上，从而达到无线采集数据的目的，判断在这种 条件下机房湿度是否合格。本次设计的研究内容包括无线模块的原理及应用、湿度的检测、硬件设 指指 导导 教教 师：师：谢平谢平 完完 成成 时时 间：间：20122012 年年 5 5 月月 2323 日日 西昌学院毕业论文（设计） 3 计、软件流程设计等。文章重点阐述了 STC89C52 单片机，无线采集模块，无线接收模块的特点和 功能。采用这种方案，不必敷设电缆，节省了费用和时间。该系统体积小，精确度较高，数据传输 可靠性高，功耗低，功能易扩展。 关键词 单片机 无线

3、模块 数据采集 Wireless transmission based computer room3humidity acquisition system Author: Chen Pengzhou Tutor: Xie Ping (2008 electronic and Information Engineering) Abstract:This design is based on SCM as the main control device, can in the computer room collection humidity data and through the wireles

4、s transceiver module transmits the collected data to the display device, so as to achieve the purpose of wireless data collection, judgment under conditions in which the room humidity is qualified. The design of the research content includes the principle and application of wireless module, humidity

5、 detection, hardware design, software design process. The article focuses on the STC89C52 MCU, wireless data acquisition module, a wireless receiving module features and functions. Using this scheme, not laying cable, saving cost and time. The system has the advantages of small volume, high accuracy

6、, high reliability of data transmission, low power consumption, easy expansion of functions Key words single chip wireless module data acquisition 西昌学院毕业论文（设计） 1 目 录 1概述.1 1.1选题的目的和意义1 2 总体设计方案.1 2.1 总体硬件设计 1 3 系统硬件电路设计.3 3.1 单片机及相关电路 3 3.2 模数转换模块 5 3.3 湿度采集模块5 3.4 无线模块（用 NRF24L01 实现无线传输）7 3.5 LCD16

7、02 液晶屏显示9 4 系统软件设计.17 4.1 程序总体思路 17 4.2总体程序流程图设计17 4.3 分模块程序设计.18 5 硬件与软件的测试.18 5.1 硬件测试 18 5.2 软件的测试 19 5.3 调试中遇到的问题19 6 总结.20 参考文献.21 致 谢 词.22 独 撰 声 明.23 西昌学院毕业论文（设计） 2 翻 译 资 料.24 西昌学院毕业论文（设计） 1 1概述 1.1 选题的目的和意义 电脑的故障总是在不知不觉中发生的。有时候，昨天它还是好好的，今天就启动 不了。理论上讲，电脑的寿命是无限的，但是，环境对电脑的损坏却在不知不觉中积 累着，直到有一天电脑出现

8、故障。电脑在使用的过程中，环境条件对电脑的影响常常 被人们忽视，然而，它对电脑的正常运行和有效利用却有着很大的影响。各种系列电 脑的技术设备和信息记录介质，对环境条件的参数范围都有技术规定，超过和达不到 这个规定，就会使电脑的可靠性降低，寿命缩短。其中，环境湿度对电脑影响最大， 相对湿度过低，容易产生静电，对电脑造成干扰。相对湿度过高，会使电脑内部焊点 和插座焊点的接触电阻增大。对电脑来说，湿度最好在 3080之间。相对湿度过高， 如超过 80，那么雾化的危险就大大地增加了，会有结露现象，使元器件受潮变质。 它会使电气触点的接触性能变差，甚至被锈蚀，还会导致电源系统和电子元件的短路。 相对湿度

9、过低，则会使机械摩擦部分产生静电干扰，损坏元器件，影响电脑的正常工 作。 本系统采用无线传输多路采集电脑机房实时湿度数据，通过无线收发模块远距离 传送，通过显示模块显示出湿度数据。可随时监控机房的湿度数据。达到控制机房湿 度的目的。 2 总体设计方案 2.1 总体硬件设计 本设计通过数据采集的采集电脑机房中的参数：湿度值。将数据处理后再通过无 线模块将两种参数数据传输至 LCD 显示屏让我们了解机房里的情况从而判断工人们进 入矿井是否是安全的。 为了达到上述功能，主要设计的硬件模块有：单片机控制最小系统、模数转换模 块、串口模块、湿度传感器模块、无线传输接收模块、液晶显示模块。发送板与接收 板

10、总体框图如图 1 和图 2 所示。 西昌学院毕业论文（设计） 2 图 1 发送板总体框图 图 2 接收板总体框图 西昌学院毕业论文（设计） 3 3 系统硬件电路设计 3.1 单片机及相关电路 3.1.1.单片机介绍 STC89C52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标 准功能： 8k 字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置 4KB EE

11、PROM，MAX810 复位电路，三个 16 位 定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中 断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件 可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、 中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作 停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35Mhz，6T/12T 可选。 单片 机 STC89C52 引脚图如图 3 所示 P1.0/T2 1 P1.1/T2EX 2 P1.2/EC I 3 P1.3/C EX 0 4 P1.4/C EX

12、1 5 P1.5/C EX 2 6 P1.6/C EX 3 7 P1.7/C EX 4 8 R S T 9 P3.0/R xD 10 P3.1/TxD 11 P3.2/IN T0 12 P3.3/IN T1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/W R 16 P3.7/R D 17 X TA L2 18 X TA L1 19 V S S 20 P2.0/A 8 21 P2.1/A 9 22 P2.2/A 10 23 P2.3/A 11 24 P2.4/A 12 25 P2.5/A 13 26 P2.6/A 14 27 P2.7/A 15 28 PS EN 29 A LE/

13、PR O G 30 EA /V PP 31 P0.7/A D 7 32 P0.6/A D 6 33 P0.5/A D 5 34 P0.4/A D 4 35 P0.3/A D 3 36 P0.2/A D 2 37 P0.1/A D 1 38 P0.0/A D 0 39 V C C 40 U 1 S TC 89C 52 图 3 STC89C52 单片机引脚图 STC89C52 是一种带 8K 字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能 COMOS8 的微处理 西昌学院毕业论文（设计

14、） 4 器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标 准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。 STC89C52 具体介绍如下： 主电源引脚（2 根） VCC(Pin40)：电源输入，接5V 电源 GND(Pin20)：接地线 外接晶振引脚（2 根） XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端 控制引脚（4 根） RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现 2 个机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号 EA/

15、VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令， 如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 可编程输入/输出引脚（32 根） STC89C52 单片机有 4 组 8 位的可编程 I/O 口，分别位 P0、P1、P2、P3 口，每个 口有 8 位（8 根引脚），共 32 根。 PO 口（Pin39Pin32）：8 位双向 I/O 口线，名称为 P0.0P0.7 P1 口（Pin1Pin8）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P1.0P1.7 P2 口（Pin21Pin28）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P2.0P2.7 P3 口（Pin10Pin17）：8

16、位准双向 I/O 口线，名称为 P3.0P3.7 STC89C52 主要功能如表 1 所示。 表 1 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系统，8K 可反复擦写 Flash ROM 32 个双向 I/O 口，256x8bit 内部 RAM 西昌学院毕业论文（设计） 5 3 个 16 位可编程定时/计数器中断，时钟频率 0-24MHz 2 个串行中断，可编程 UART 串行通道 2 个外部中断源，共 6 个中断源 2 个读写中断口线，3 级加密位 低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能 3.2 模数转换模块 3.2.1.ADC0809 介绍 ADC0809 是美

17、国国家半导体公司生产的 CMOS 工艺 8 通道，8 位逐次逼近式 A/D 模数转换器。其内部有一个 8 通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号， 只选通 8 路模拟输入信号中的一个进行 A/D 转换。是目前国内应用最广泛的 8 位通用 A/D 芯片 。ADC0809 引脚图如图 4 所示 VCC GND GND VCC P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P00 P35 IN0 P25 P36 P27 P26 P33 IN1 IN2 IN3 P34 IN3 1 IN4 2 IN5 3 IN6 4 IN7 5 START 6 EOC 7 D3 8 OE 9 CLK

18、10 VCC 11 VREF+ 12 GND 13 D1 14 D2 15 VREF- 16 D0 17 D4 18 D5 19 D6 20 D7 21 ALE 22 ADD C 23 ADD B 24 ADD A 25 IN0 26 IN1 27 IN2 28 U2 ADC0809 图 4 ADC0809 模数转换引脚图 3.3 湿度采集模块 3.3.1.HR31 湿度数据采集 环境湿度数据采集模块主要使用了 HR31 湿敏电阻传感器。HR31 湿敏电阻是采用 有机高分子材料的一种新型的湿度敏感元件，感湿范围宽，长期使用性能稳定，可以 西昌学院毕业论文（设计） 6 应用于仓储、车厢、居室内空

19、气质量控制、楼宇自控、医疗、工业控制系统及科研领 域等广泛的应用。HR31 的特点有：优良的线性，高性价比，耗能低，测量范围广，响 应迅速，抗污染能力强，性能稳定等。HR31 实物如图 5 所示： 图 5 HR31 湿敏电阻实物图 3.3.2.HR31 湿敏电阻电路图 HR31 采集的数据必须通过 ADC0809 转换后和单片机相连。电路图如图 6 所示： 1 2 P2 R2 GND VCC IN0 图 6 HR31 连接电路图 这里采用的是滑动变阻器来保证传感器的正常工作。HR31 功能指标如下所示： 工作范围：2095%RH 60 供电电压：1.5V AC(Max 正弦波) 工作频率 ：5

20、00Hz2kHz 额定功率 ：0.2mW(Max 正弦波) 中心值 ：（at251kHz 1V AC 60%RH 正弦波）31.0k 阻抗范围 ：（at251kHz 1V AC 60%RH 正弦波）19.850.2k 西昌学院毕业论文（设计） 7 湿度检测精度：5%RH 特性参数：at 1kHz 单位：欧姆 阻抗特性：at251V AC 1kHz 注意事项： 为防止极化现象，驱动传感器所用的电压或电流不应含有直流成分； 请使用 LCR 交流电桥进行测量，请勿使用万用表测量； 避免结露情况； 推荐保存条件：温度 1040 湿度 60%RH 以下。 3.4 无线模块（用无线模块（用 NRF24L0

21、1 实现无线传输）实现无线传输） 3.4.1. nRF24L01 简介 nRF24L01 是一款新型单片射频收发器件,工作于 2.4 GHz2.5 GHz ISM 频段。内 置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型 ShockBurst 技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01 功耗低, 在以-6 dBm 的功率发射时，工作电流也只有 9 mA;接收时，工作电流只有 12.3 mA， 多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。 3.4.2 .nRF24L01 主要特性 GFSK 调制： 硬件集成 OSI 链路层; 具有自动应

22、答和自动再发射功能; 片内自动生成报头和 CRC 校验码; 数据传输率为 l Mb/s 或 2Mb/s; SPI 速率为 0 Mb/s10 Mb/s; 125 个频道： 与其他 nRF24 系列射频器件相兼容; QFN20 引脚 4 mm4 mm 封装; 供电电压为 1.9 V3.6 V。 西昌学院毕业论文（设计） 8 3.4.3 .nRF24L01 引脚及功能描述 nRF24L01 引脚及功能描述 如表 2 所示: 表 2 nRF24L01 引脚及功能描述 引 脚 名称引脚功能描述 1CE数字输入RX或TX模式选择 2CSN数字输入SPI片选信号 3SCK数字输入SPI时钟 4MOSI数字输

23、入从SPI数据输入脚 5MISO数字输出从SPI数据输出脚 6IRQ数字输出可屏蔽中断脚 7VDD电源电源（+3V） 8VSS电源接地（0V） 9XC2模拟输出晶体振荡器2脚 10 XC1模拟输入晶体振荡器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1 13 ANT2天线天线接口2 14 VSS电源接地（0V） 15 VDD电源电源（+3V） 16 IREP模拟输入参考电流 17 VSS电源接地（0V） 18 VDD电源电源（+3V） 19 DVDD电源输出去耦电路电源正极端 20 VSS电源接地（0V） 3.4.4 .nR

24、F24L01 工作原理 发射数据时，首先将 nRF24L01 配置为发射模式：接着把接收节点地址 TX_ADDR 和有效数据 TX_PLD 按照时序由 SPI 口写入 nRF24L01 缓存区，TX_PLD 必须在 CSN 为低时连续写入，而 TX_ADDR 在发射时写入一次即可，然后 CE 置为高 电平并保持至少 10s，延迟 130s 后发射数据;若自动应答开启，那么 nRF24L01 在发 射数据后立即进入接收模式，接收应答信号（自动应答接收地址应该与接收节点地址 西昌学院毕业论文（设计） 9 TX_ADDR 一致） 。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS 置高，同时 TX_PL

25、D 从 TX FIFO 中清除;若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)， 若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT 置高，TX FIFO 中数据保留以便再次重发; MAX_RT 或 TX_DS 置高时，使 IRQ 变低，产生中断，通知 MCU。最后发射成功时, 若 CE 为低则 nRF24L01 进入空闲模式 1;若发送堆栈中有数据且 CE 为高，则进入下一 次发射;若发送堆栈中无数据且 CE 为高，则进入空闲模式 2。 接收数据时,首先将 nRF24L01 配置为接收模式，接着延迟 130s 进入接收状态等 待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和 CRC 时，就将数据包存储

26、在 RX FIFO 中，同时中断标志位 RX_DR 置高，IRQ 变低，产生中断，通知 MCU 去取数据。若此 时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若 CE 变低，则 nRF24L01 进入空闲模式 1。 3.5 LCD1602 液晶屏显示液晶屏显示 本设计接收板的显示模块的选择的是带字库的 LCD1602 液晶屏幕。下面给出 1602 的硬件连接原理图如图 7 所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 P4 GND A13 A14 A15 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 VC C 10

27、K R 3 图 7 1602 的硬件连接原理图 在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：显示质量高，液 晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。体积小、 重量轻，功耗低。 线段的显示线段的显示 西昌学院毕业论文（设计） 10 点阵图形式液晶由 MN 个显示单元组成，假设 LCD 显示屏有 64 行，每行有 128 列，每 8 列对应 1 字节的 8 位，即每行由 16 字节，共 168=128 个点组成，屏上 6416 个显示单元与显示 RAM 区 1024 字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应 位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 区

28、的 000H00FH 的 16 字节的内 容决定，当（000H）=FFH 时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为 8 个点；当 （3FFH）=FFH 时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H） =00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H 时，则在屏幕的顶部显 示一条由 8 段亮线和 8 条暗线组成的虚线。这就是 LCD 显示的基本原理。 字符的显示字符的显示 用 LCD 显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由 68 或 88 点阵组成，既要找 到和显示屏幕上某几个位置对应的显示 RAM 区的 8 字节，还要使每字节的不同位为 “1”

29、，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内 带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式， 根据在 LCD 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示 RAM 对应的地址，设立光标， 在此送上该字符对应的代码即可。 汉字的显示汉字的显示 汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一 般用字模提取软件），每个汉字占 32B，分左右两半，各占 16B，左边为 1、3、5 右边为 2、4、6根据在 LCD 上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示 RAM 对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标

30、位置加 1，送第二个字 节，换行按列对齐，送第三个字节直到 32B 显示完就可以 LCD 上得到一个完整 汉字。 1602 字符型 LCD 简介 字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式 LCD，目前 常用 16*1，16*2，20*2 和 40*2 行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的 1602 字符型液晶显示器为例，介绍其用法。 1602LCD 的基本参数及引脚功能的基本参数及引脚功能 西昌学院毕业论文（设计） 11 1602LCD 分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为 HD44780，带背光的比 不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如图

31、8 所示： 图 81602LCD 尺寸图 1602LCD 主要技术参数：主要技术参数： 显示容量:162 个字符 芯片工作电压:4.55.5V 工作电流:2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V 字符尺寸:2.954.35(WH)mm 引脚功能说明引脚功能说明 1602LCD 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚接口说明 如表 3 所示: 表 3 引脚接口说明表 西昌学院毕业论文（设计） 12 编 号 符号引脚说明编 号 符 号 引脚说明 1VSS电源地9D2数据 2VDD电源正极10D3数据 3VL液晶显示偏压11D4数据 4RS数据/命令选 择 12D

32、5数据 5R/W读/写选择13D6数据 6E使能信号14D7数据 7D0数据15BL A 背光源正 极 8D1数据16BL K 背光源负 极 第 1 脚：VSS 为地电源。 第 2 脚：VDD 接 5V 正电源。 第 3 脚：VL 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度 最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比 度。 第 4 脚：RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚：R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 RS 和 R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当

33、 RS 为低电平 R/W 为高电 平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数据。 第 6 脚：E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 714 脚：D0D7 为 8 位双向数据线。 第 15 脚：背光源正极。 第 16 脚：背光源负极。 1602LCD 的指令说明及时序的指令说明及时序 1602 液晶模块内部的控制器共有 11 条控制指令，如表 4 所示： 表 4 1602LCD 的指令说明 西昌学院毕业论文（设计） 13 序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0 1清显示0000000001 2光标返回000000001* 3

34、置输入模式00000001I/DS 4 显示开/关控 制 0000001DCB 5 光标或字符 移位 000001S/CR/L* 6置功能00001DLNF* 7 置字符发生 存贮器地址 0001 8 置数据存贮 器地址 001 9 读忙标志或 地址 01BF 10 写数到 CGRAM或 DDRAM） 10 11 从CGRAM或 DDRAM读数 11 读出的数据内容 字符发生存贮器地址 显示数据存贮器地址 计数器地址 要写的数据内容 1602 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说 明：1 为高电平、0 为低电平） 指令 1：清显示，指令码 01H,光标复位到地址

35、00H 位置。 指令 2：光标复位，光标返回到地址 00H。 指令 3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S: 屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。 指令 4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电 平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控 制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令 5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令 6：功能设置命令 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 N：低 电平时为单行显示，高电平时双

36、行显示 F: 低电平时显示 5x7 的点阵字符，高电平时 显示 5x10 的点阵字符。 指令 7：字符发生器 RAM 地址设置。 指令 8：DDRAM 地址设置。 指令 9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接 收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令 10：写数据。 西昌学院毕业论文（设计） 14 指令 11：读数据。 与 HD44780 相兼容的芯片时序表 5 如下： 表 5 基操作时序表本 读状态输入RS=L， R/W=H， E=H 输出D0 D7 =状 态 字 写指令输入RS=L， R/W=L，D0 D7=指令 码，E=高脉 冲 输出无 读数据输入RS

37、=H， R/W=H， E=H 输出D0 D7 =数 据 写数据输入RS=H， R/W=L，D0 D7=数 据，E=高脉 冲 输出无 读写操作时序如图 9 和图 10 所示： 图 9 读操作时序 西昌学院毕业论文（设计） 15 图 10 写操作时序 1602LCD 的的 RAM 地址映射及标准字库表地址映射及标准字库表 液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙 标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址， 也就是告诉模块在哪里显示字符，图是 1602 的内部显示地址如图 11 所示。 图 11 1602LCD 内部显示地址 例如第二行第

38、一个字符的地址是 40H，那么是否直接写入 40H 就可以将光标定位 在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位 D7 恒定 为高电平 1 所以实际写入的数据应该是 01000000B（40H）+10000000B(80H) =11000000B(C0H)。 在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自 动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。 西昌学院毕业论文（设计） 16 1602 液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了 160 个不同的点阵 字符图形，如图 10-58 所示，这些字符有：阿拉伯

39、数字、英文字母的大小写、常用的 符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代 码是 01000001B（41H），显示时模块把地址 41H 中的点阵字符图形显示出来，我们 就能看到字母“A”,如图 12 所示: 图 12 字符代码与图形对应图 1602LCD 的一般初始化（复位）过程的一般初始化（复位）过程 延时 15mS 写指令 38H（不检测忙信号） 延时 5mS 写指令 38H（不检测忙信号） 延时 5mS 写指令 38H（不检测忙信号） 西昌学院毕业论文（设计） 17 以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号 写指令 38H：显示模式设置 写指令

40、 08H：显示关闭 写指令 01H：显示清屏 写指令 06H：显示光标移动设置 写指令 0CH：显示开及光标设置 4 系统软件设计 4.1 程序总体思路 我这个设计的思路是：分别编写发送板和接收板的程序,通过发射板上的湿度传感 器采集机房里的湿度从通过 NRF24L01 无线传输模块传送到接收板，通过 LCD 显示出 实时湿度数据达到监测机房湿度的功能。 4.2总体程序流程图设计 STC89C52 开始 初始化 湿度采集 LCD1602 模数转换 NRF24L01 发送板流程图 西昌学院毕业论文（设计） 18 STC89C52 开始 初始化 NRF24L01 LCD1602 结束 接收板流程图

41、 4.3 分模块程序设计 对于相应的硬件模块，主要设计的模块程序分别是：数据采集的程序设计， ADC0809 的模数转换程序， 1602 的显示程序，NRF24L01 无线传输与接收的程序，串 口程序，组态程序。 5 硬件与软件的测试 5.1 硬件测试 5.1.1. 电路板初步测试 电路板通过热转印制作好以后，首先将电路板打磨干净，利用我们的万用表检测 所有的连线，看看是否有跨接在一起的，以便及时出路。然后当焊接好电路板过孔后， 再次利用万用表检测电路板上下过孔是否连接正常。最后进行元件的焊接。等到整个 板子都做好以后。利用万用表检测电路板正负连线是否跨接。如果一切正常。然后需 要进行硬件电路

42、连线的测试。线路检测根据电路图用万用表检测 PCB 板线路是否有短 路和断路现象。根据电路图检查有极性元件是否反接，元件参数是否合适，再检测元 件引脚与对应的线路是否接通，防止虚焊。 西昌学院毕业论文（设计） 19 5.1.2 1602 液晶屏模块测试 利用万用表测量 1602 的 1 脚和 16 脚是否接电路负极，2 脚和 15 脚是否与电源正 极相连。一切正常后，再测 1602 的其他 8 个数据脚是否和对应的单片机脚正常连接。 如果一切正常，当其他模块测试完毕后便可上电测试模块软件了。 5.1.3. NRF24L01 模块测试 由于我在接收板上加了 LCD1602，所以检测无线模块就看

43、LCD1602 上显示的数据和 发送板的 LCD12864 的数据是否一致，若一致则发送接收正常，反之则不正常。 相接。 5.1.4. ADC0809 模块测试 ADC0809 是模数转换芯片，1 脚接 DS18B20 的 2 脚引出线，2 到 12 脚接单片机的 I/O 口，13 和 14 脚接电源负极。 5.2 软件的测试 软件的测试要对每个硬件模块进行软件调试。调试的手段可采用单步运行的方式 和断点运行的方式，通过检查系统单片机的现场、I/O 口的状态，检测程序执行结果是 否符合设计要求。 通过检测发现程序的延迟过高，有死循环，PCB 的元件封装有错误 导致硬件线路有错等。在检测过程花的

44、时间是最多 的，所以我们以后一定要仔细， 尽量避免一些不应该出错的地方。 5.3 调试中遇到的问题 （1）画 PCB 时封装有错，导致电路板连线错误。 （2）电路板腐蚀时有些没腐蚀掉导致电路运行部正常。 （3）程序中延迟过高导致显示出来过慢。 （4）LCD 的调试电阻过大导致 LCD 不能显示 西昌学院毕业论文（设计） 20 6 总结总结 通过一段时间地全心投入和辛苦努力，模拟无线系统完成了最终的调试工作，实 现了设计要求的功能。 本文设计实现通过无线采集温湿度数据发送到无线接收端，通过 LCD 显示，继电 器控制的的思路。 在整个制作过程中，遇到过一些困难，首先在硬件设计上，由于开始对 NR

45、F905 无线模块不熟悉加之其程序量较多，通过我多方面的查找资料，并不断的向刘老师和 同学请教，结合网络资源，最终找出比较完善的方案，在理论上能够实现功能要求。 经过学习，我积累了很多的关于无线传输的经验，并且知道了在合理布线，PCB 板制 图，检查装配无误的情况下，如果还出现电路无输出的情况，那么可以肯定是原理图 错误，这时就要回到原理图进行检查。总体的检查顺序应该是原理图、PCB 图、装配 情况、焊接工艺。从整体来说这是一个复杂，繁琐的过程。但是经过这次设计也使我 深深的认识到：一片耕耘，一片收获！ 西昌学院毕业论文（设计） 21 参考文献 1张琳娜，刘武发传感检测技术及应用中国计量出版社

46、,1999,55-88 2胡汉才.单片机原理及接口技术.清华大学出版社,1996,1-30 3 沙占友. 集成化智能传感器原理及应用 M. 北京：北京航空航天大学出版社 , 2004,18-38 4 施智雄，胡放鸣.实用模拟电子技术M.成都：电子科技大学出版社，2006,100-229 5 于海生.微型计算机控制技术M.北京：清华大学出版,1999.3,10-88 6 赵负国. 现代传感器集成电路 M. 北京：人民邮电出版社， 2001,10-30 7 黄贤武，郑筱霞，传感器原理及其应用 成都：电子科技大学出版社,2002.7,40-200 8 刘芸. 电路与电子技术基础M.北京：高等教育出版

47、社，2001,10-90 9 谢自美. 电子线路设计、实验、测试 M. 武汉：华中科技大学出版社 , 2000,10-55 10 谭浩强. C 语言设计M.北京：清华大学出版社,2005,1-224 11 潘立民,王燕芳.微型计算机控制技术.人民邮电出版社,1990,118-138 12周坚. 单片机 C 语言轻松入门M.北京：北京航空航天大学出版社,2000,10-55 13康华光. 电子技术基础数字部分M.北京：高等教育出版社,2002,112-155 14常敏. 单片机应用程序开发与实践J.北京：电子工业出版社,2002,50-85 15蔡惟铮. 集成电子技术M.北京:高等教育出版社,2

48、001,10-55 西昌学院毕业论文（设计） 22 致 谢 词 在本次论文设计过程中，我的指导老师谢平老师对我的论文从选题，构思，到最 后定稿，以及后续硬件的制作，软件的编程和论文的撰写都给予细心指引与教导,使我 得以最终完成毕业论文设计。在设计的完成当中也遇到了很多的困难，尤其是调试的 时候。数据一直不正常，在我检查电路和程序都正确之后。不正常现象任然没有改观。 后来在网上查找了许多的资料，包括时序图、芯片说明、调试心得等。最后在老师的 提醒下发现问题可能处在端口串扰上，虽然最后还是没有成功，但是收益颇丰。在这 段调试的时间里。我发现，我们在大学学习的知识都不牢固，虽然大学四年学习的课 程很

49、多，但是都没有很好的掌握。很多知识都是浅尝辄止，没有深入去研究，使得最 后的设计如此困难。但是还是最终完成了这次设计，我要感谢在这次毕业设计中帮助 过我的老师和同学们。是他们给了我知识和动力。 然后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位 老师表示感谢。 西昌学院毕业论文（设计） 23 独 撰 声 明 我声明，本论文（设计）是由本人在指导教师的指导下独立完成 的，在完成论文（设计）时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 姓名: 2012 年 5 月 22 日 西昌学院毕业论文（设计） 24 翻翻 译译 资资 料料 电脑的故障总是在不知不觉中发生的。有时候，昨天它还是好好的，今天就启动 不了。理论上讲，电脑的寿命是无限的，但是，环境对电脑的损坏却在不知不觉中积 累着，直到有一天电脑出现故障。电脑在使用的过程中，环境条件对电脑的影响常常 被人们忽视，然而，它对电脑的正常运行和有效利用却有着很大的影响。各种系列电 脑的技术设备和信息记录介质，对环境条件的参数范围都有