1、河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告测温并 24L01 无线传输设计设计人：开放实验室入室人员目 录0 前言 .11 系统组成与功能 .11.1 系统组成 .11.1.1 AT89C52 单片机 .11.1.2 18B20 测温芯片 .11.1.3 24L01 模块 .21.1.4 四位一体八段共阴数码管、无源蜂鸣器、74LS138 .31.2 系统功能 .61.3 系统功能扩充 .62 系统原理 .62.1 无线发射仿真图 .62.2 无线接收仿真图 .72.3 实物照片 .73 程序流程图 .83.1 测温程序流程图 .83.2 发射程序流程图 .93.3 接收程序流程图 .10
2、4 具体程序 .114.1 测温程序 .114.2 发射板部分程序 .114.3 接收板部分程序 .135 主要元件清单 .145.1 发射板其他主要元件 .145.2 接收板其他主要元件 .146 结论 .157 测温并无线收发心得 .15参考文献 .15河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告1测温并 24L01 无线传输开放实验室入室人员（河南大学物理与电子学院，河南 开封，475004）0 前言温度的测试技术已经成熟，已经满足了人们的大部分需求，然而在某些工作场合下，我们更想知道与自己不在一个地方的温度，以便进行温度调控，更好更方便地生产生活，因此，温度的传输就成为了我们要考虑的
3、内容了。此单片机项目设计中，我们就基于 24L01 模拟温度的无线传输，经过调试，试验，已经实现了预期功能，同时也实现了对生产生活中温度预警的模拟功能。1 系统组成与功能1.1 系统组成本系统主要有 AT89C52 单片机、复位按键、无源蜂鸣器、18B20 芯片、24L01 模块、四位一体共阴 8 段数码管等元件组成。1.1.1 AT89C52 单片机AT89C52 是 一 个 低 电 压 ， 高 性 能 CMOS 8 位 单 片 机 ， 片 内 含 8k bytes 的 可 反 复 擦写 的 Flash 只 读 程 序 存 储 器 和 256 bytes的 随 机 存 取 数 据 存 储 器
4、 （ RAM） ， 兼 容 标准 MCS-51 指 令 系 统 。AT89C52 有 40 个 引 脚 ， 32 个 外 部 双 向输 入 /输 出 （ I/O） 端 口 ， 同 时 内 含 2 个 外中 断 口 ， 3 个 16 位 可 编 程 定 时 计 数 器 ,2 个 全 双 工 串 行 通 信 口 ， 2 个 读 写 口线 ， AT89C52可 以 按 照 常 规 方 法 进 行 编 程 ,但 不 可 以 在 线编 程 (S 系 列 的 才 支 持 在 线 编 程 )。 引 脚 图 如 图 1-1 所 示图 1-1 单 片 机 引 脚 图河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告
5、21.1.2 18B20 测温芯片图 1-2 18B20 测温芯片 DS18B20 的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。DS18B20 共有三种形态的存储器资源 :ROM 只读存储器，用于存放 DS18B20ID 编码; RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取; EEPROM 非易失性, 记忆体，用于存放长期需要保存的数据.1.1.3 24L01 模块NRF24L01 是工作于 2.42.5GHz 世界通用的 ISM 频段的单片无线收发器芯片。无线收发器芯片包括：频率发生器、增强型 SchockBurst 模式
6、控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。输出功率、频道选择和协议的设置可以通过 SPI 接口进行设置.其拥有极低的电流消耗：当工作在发射模式下发射功率为-6dBm 时电流消耗为 9mA，接收模式为 12.3mA。河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告3图 1-3其引脚功能：引脚 名称 引脚功能 描述1 CE 数字输入 RX 或 TX 模式选择2 CSN 数字输入 SPI 片选信号3 SCK 数字输入 SPI 时钟4 MOSI 数字输入 从 SPI 数据输入脚5 MISO 数字输出 从 SPI 数据输出脚6 IRQ 数字输出 可屏蔽中断脚7 VDD 电源 电源（ +3V）8 VS
7、S 电源 接地（0V）1.1.4 四位一体共阴数码管河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告4图 1-4其引脚图为：无源蜂鸣器图 1-5河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告5无源蜂鸣器是蜂鸣器的一种，区别于有源蜂鸣器，无源蜂鸣器是内部不带振荡源的蜂鸣器，是一体化结构的电子讯响器，在电路中的图形符号位 H 或者HA。无源蜂鸣器是靠压电效应的原理来发声的，压电材料,一般常见的是各种压电陶瓷. 这种材料的特别之处在于,当电压作用于压电材料时,就会随电压和频率的变化产生机械变形.另一方面,当振动压电陶瓷时,则会产生电荷.就是说这种材料能把机械变形和电荷相互转化，压电式蜂鸣器里面的起振片
8、,就是一种压电陶瓷.如上所述,要让它振动,除了压电陶瓷本身,还需要适当大小和频率变化的电压作用于压电陶瓷.压电式(有源)蜂鸣器内部带有多谐振荡器,可以产生 1.52.5kHZ 的电压信号. 由此压电式蜂鸣器才能发声。 74LS138 3-8 译码器图 1-674LS138:当一个 选通 端（G1 ）为 高电平 ，另 两个选 通端 （/(G2 A)和/(G2B)）为 低电平时， 可将地址端 （A、 B、 C） 的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。A、B、C 译码地址输入端G1 选通端/(G2A)、/(G2B) 选通端（低电平有效）Y0-Y7 译码输出端（低电平有效）河南大学物理与电子学院
9、开放实验室单片机设计报告61.2 系统功能本设计的主要功能是用 18B20 测温传送至单片机中存储，在发射端数码管显示温度，并通过 24L01 发射模块无线传输，在一定距离内放置接收板利用接收模块进行接收，同时显示温度值。1.2 系统功能扩充本设计的主要功能扩充：实现报警功能 ，当所测温度超过预定值时，接收端的蜂鸣器报警提示；并且在发射端拥有七彩指示灯，当所测温度不发生变化时，指示灯会熄灭，以提示温度已恒定。2 系统原理本设计主要原理是单片机采集 18B20 测得的温度，同时将数据传给 24L01的发射模块，并通过另一单片机控制 24L01 接收模块的接收，同时显示所测温度值。2.1 18B2
10、0 测温与 24L01 发射模块仿真图河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告7说明：24L01 无线模块不能实现真正的仿真，上图中的 NRF24L01 仅作示意，但是数码管能正常仿真2.2 24L01 接收模块仿真图2.3 实物照片测温并发射效果图，测温为 12.2 度。右下边带晶振的模块为收发模块。河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告8接收信号并显示效果图，显示为 12.2 度，等于发射温度，实验成功。3 程序流程图发射板与接收板分别执行各自功能，各有各自的单片机控制，由 24L01 收发模块作为他们的关联。3.1 测温程序流程图开 始初始化数码管DB18B20 复位读取 温度处理 温度数码管显示温度 2s结 束
