【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】基于nRF905的多點(diǎn)溫度無(wú)線采集系統(tǒng)

ID:47177 · 發(fā)表于 2022-7-25 16:02

本帖最后由 engineerarui 于 2022-7-25 16:07 編輯

將單片機(jī)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)——基于nRF905的多點(diǎn)溫度無(wú)線采集系統(tǒng)分享出來(lái)，如有不足，敬請(qǐng)指出。

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一、設(shè)計(jì)要求

系統(tǒng)采用NRF905作為無(wú)線收發(fā)器，四個(gè)從機(jī)采集到溫度信息分別發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)顯示四點(diǎn)的溫度信息，并且可通過(guò)按鍵設(shè)定溫度的上下限報(bào)警值，超限能夠進(jìn)行聲光報(bào)警。

二、方案設(shè)計(jì)

隨著技術(shù)的發(fā)展，基于無(wú)線的信息傳輸方式越來(lái)越成熟，與有線的信息傳輸方式相比，無(wú)線的方式易于安裝和后期維護(hù)。NRF905單片無(wú)線接收器是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片，工作電壓為1.9V至3.6V，工作于433、868、915MHZ 3個(gè)ISM頻道，通過(guò)SPI接口與MCU連接。由于51單片機(jī)沒(méi)有SPI接口，可以通過(guò)軟件模擬SPI通信協(xié)議進(jìn)行通信。系統(tǒng)方案框圖如下圖所示。

三、硬件電路設(shè)計(jì)

從機(jī)用DS18B20溫度傳感器進(jìn)行溫度采集，DS18B20是美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器，其單總線控制方式最大限度的節(jié)省單片機(jī)有限的IO口資源，其I/O口和單片機(jī)第8腳P17相連。從機(jī)電路原理圖如下圖所示。

主機(jī)使用LCD1602液晶屏進(jìn)行顯示，LCD1602液晶屏內(nèi)置常用的ASCII碼，有兩種驅(qū)動(dòng)方式，本設(shè)計(jì)考慮到顯示數(shù)據(jù)的刷新速度，決定采用并口驅(qū)動(dòng)方式；按鍵使用獨(dú)立按鍵控制方式；聲光報(bào)警部分采用蜂鳴器加LED指示。主機(jī)電路原理圖如下圖所示。

無(wú)線收發(fā)器均采用挪威Nordic公司推出的NRF905單片無(wú)線收發(fā)器。

思考：通過(guò)對(duì)比從機(jī)、主機(jī)原理圖，發(fā)現(xiàn)其中一部分電路是相同的，也有部分差異，如果繪制PCB打樣，需要設(shè)計(jì)兩種PCB電路，考慮到成本與實(shí)際設(shè)計(jì)需要，作者本人設(shè)計(jì)了“主從一體機(jī)”，也就是從機(jī)、主機(jī)都是一樣的電路，只是在具體焊接時(shí)部分器件不用焊接。

主從一體機(jī)原理圖如下所示：

備注：D1~D8指示燈的含義：

D1:1號(hào)從機(jī)測(cè)量的環(huán)境溫度低于溫度下限；

D2:1號(hào)從機(jī)測(cè)量的環(huán)境溫度高于溫度上限；

D3:2號(hào)從機(jī)測(cè)量的環(huán)境溫度低于溫度下限；

D4:2號(hào)從機(jī)測(cè)量的環(huán)境溫度高于溫度上限；

D5:3號(hào)從機(jī)測(cè)量的環(huán)境溫度低于溫度下限；

D6:3號(hào)從機(jī)測(cè)量的環(huán)境溫度高于溫度上限；

D7:4號(hào)從機(jī)測(cè)量的環(huán)境溫度低于溫度下限；

D8:4號(hào)從機(jī)測(cè)量的環(huán)境溫度高于溫度上限；

四、軟件設(shè)計(jì)

主機(jī)首先對(duì)從機(jī)分別分配不同的地址，然后通過(guò)地址來(lái)區(qū)別收到的數(shù)據(jù)是哪一個(gè)從機(jī)發(fā)來(lái)的。4個(gè)從機(jī)將溫度傳感器DS18B20測(cè)得溫度值通過(guò)NRF905無(wú)線模塊將數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)。

（一）從機(jī)發(fā)送端

1.主程序：