基于nrf905的無線溫度監控系統設計與應用論文-資料下載頁

【導讀】此準確且實用的溫度數據采集系統具有舉足輕重的作用。然而，生產環境的多變性、不。確定性，導致許多工作場所不太方便布線，需要采用無線傳輸方式。該設計以射頻收發芯片nRF905為核。數據采集模塊以傳感器DHT11、MQ-3、MQ135檢測溫濕度、酒精。濃度、空氣質量，并將檢測的參數簡單處理后經過nRF905無線模塊發送到接受接口。平轉換芯片MAX232傳到PC機。

　　

【正文】 N 分別于與 RS232 的 3 引腳相連。 MAX232泵電源引腳必須接 電容，如圖中的 C C C C4。經 MAX3232 完成電平轉換后成為 RXD TXD1 信號，再通過串口線與主機相連。 具體電路如圖 所示： 162738495J2DB9C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2 IN8R1 IN13T1OUT14GND15VCC16T1IN11T2IN10R1OUT12R2OUT9MAX 23 2R1MAX 23 2GNDC3474C4474C1474C2474GNDVCCRxTx 圖 串口電路設計 電源電路設計 7805 電源轉換模塊 7805 為 3 端正穩壓元件， TO220 封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應用范圍廣，內含過流、過熱和過載保護電路。帶散熱片時，輸出電流可達 1A。最大的輸出電壓可達 36V，輸出電壓在 以上。電路中 1 端口為 7805 輸入電源， 3端為轉換模塊 7805 輸出電壓。在本系統中，單片機工作電壓為 ， 7805 輸出電壓設定為 5V 輸出。 采用的電源電路如圖所示。該電路是把接入的開關電源 +9V～ +12V 送至三端穩壓集成電路 lm7805 穩壓，即為＋ 5V 輸出。 具體電路設計如下圖 所示： 桂林電子科技大學畢業設計 (論文 )報告用紙 第 15 頁 共 31 頁 + C510uFVCC112233U2LM78XX12DC1+9 +9SW 1J7LEDD11N40071 2 3J8CON3R21K 圖 LM7805 穩壓電路 LM1117 LM1117 是一個低壓差電壓調節器系列。其壓差在 輸出，負載電流為 800mA時為 。它與國家半導體的工業標 準器件 LM317 有相同的管腳排列。 LM1117 有可調電壓的版本，通過 2 個外部電阻可實現 ～ 輸出電壓范圍。另外還有 5 個固定電壓輸出（ 、 、 、 和 5V）的型號。 LM1117 提供電流限制和熱保護。電路包含 1 個齊納調節的帶隙參考電壓以確保輸出電壓的精度在 177。1%以內。 LM1117系列具有 LLP、 TO26 SOT22 TO220 和 TO25 DPAK 封裝。輸出端需要一個至少 10uF 的鉭電容來改善瞬態響應和穩定性。在 LM1117 的功能管腳圖中， 1 腳為電源轉換元 件 LM1117 的電壓輸入端， 3 腳為 LM1117 的電壓輸出端。由于無線發射模塊的正常工作電壓為 左右， LM1117 元件的輸出電壓為 。 本系統無線模塊需要一＋ 電源，采用電源電路如圖所示。該電路把先前轉換得到的＋ 5V 電源經過低壓差電壓調節器 LM1117 轉換為＋ 電源。 具體電路設計如下圖 所示： + C622uFVCC3. 3V1 2 3J9ASM11 173. 3V 圖 電路設計 桂林電子科技大學畢業設計 (論文 )報告用紙 第 16 頁 共 31 頁 硬件電路總設計 電源模塊：由 VCC 提供 +5V 高電平， Power 接口接入，經過 LM1117 降壓為 +電平，為 nRF905 模塊 提供高電平。顯示模塊： P1 口控制。無線模塊控制模塊：無線模塊由 P2 口控制。溫度采集模塊：溫度采集由 DHT11 I/O 端接入單片機 口。單片機最小系統： X1， X2 接外部振蕩電路， RESET 端接復位電路， EA 端接高。具體電路如下圖 所示 R18. 2KP101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728RXD10TXD11INT012INT113T014T115WR16RD17ALE/P30PXEN29EA/VP3130193218RESET9VCC40GND20U189C51VCCVCCC315pFC415pFC510uFY111. 0592M1 23 4U31117+ C110uF+ C222uFVCC最小系統模塊R31kD0LEDVCC1 23 45 67 89 1011 1213 14JP1nrf_905112233U278L0512DC1+9 +9電源模塊TxENTxENTRX_CE PWRPWRTRX_CEMISOMISOMOSIMOSISCLKSCLKCSNCSNDC_9V12J1RxRxTxTx3. 3V3. 3VSW1DLDIODE12345678LCD_51103. 3VCECEDCDCDinDinClkClk12JPP1234JCVCCD0A0D0A0RSTRST 圖 發送端電路總設計圖 接收端由單片機主控電路、開關電源 +9V～ +12V 接入、串口通信電路、無線模塊供電電路、 LCD12864 液晶顯示接口和報警電路組成。單片機主控電路由 12C5A08S2最小系統組成。 +5V 電源由 LM7805 提供給單片機和 其他模塊。接入后發光二極管點亮。串口通信模塊由 DB9和 RS232的外圍電路組成。串口通信一邊接單片機的 RXD和 TXD，一邊連接 PC 機。 LCD12864 顯示模塊數據端接單片機口，的 。報警電路接單片機的 腳。由一個三極管和喇叭組成。接收端總原理圖設計如下圖 所示： 桂林電子科技大學畢業設計 (論文 )報告用紙 第 17 頁 共 31 頁 R38. 2KP101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728RXD10TXD11INT012INT113T014T115WR16RD17ALE/P30PXEN29EA/VP3130193218RESET9VCC40GND20U189C51VCCC1615pFC1715pFC1810uFY111. 0592M+C510uF+C622uFVCC最小系統模塊1234567891011121314151617181920LCD212864VCCVCCVCC1 23 45 67 89 1011 1213 14JP1nrf905112233U2LM78XX12DC1+9 +9電源模塊1122W3RW2VCCVCCSIDCLKCLKSIDTxENTxENTRX_CE PWRPWRTRX_CEMISOMISOMOSIMOSISCLKSCLKCSNCSNRxTx3. 3V3. 3VSW11122been2VCCRL2RS2P30C1B2E3Q2P30VCC162738495J2DB9C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R1IN13T1OUT14GND15VCC16T1IN11T2IN10R1OUT12R2OUT9MAX232R1MAX232GNDC3474C4474C1474C2474GNDVCCRxTx串口電路S1SWPBS2SWPBS3SWPBR41KR51KR121KVCCP10P11P11P12P10P11P121 2 3J9ASM11173. 3VJ3LEDJ7LEDD11N40071 2 3J8CON3R21K 圖 接收端總原理圖設計 5 系統軟件設計 本系統發送端采用 DHT11 溫濕度、 MQ3 酒精濃度、 MQ35 空氣質量傳感器，經12C5A08S2 收集處理數據，數據 LCD5110 液晶顯示，再由 nRF905 模塊發送到接收端。其中包括 DHT11 溫濕度、 MQ3 酒精濃度、 MQ135 空氣質量和 nRF905 模塊的初始化配置。 本系統接收端采用 nRF905 無線模塊接收發送端傳來的溫濕度、酒精濃度、空氣質量數據，經單片機 12C5A08S2 在 LCD12864 液晶顯示器上顯示。溫度過高則報警電路桂林電子科技大學畢業設計 (論文 )報告用紙 第 18 頁 共 31 頁 工作。最后單片機把數據經串口傳輸給 PC 機。其中包括 nRF905 模塊和 LCD12864 液晶顯示器的初始化。 LCD5110 顯示程序設計 使用 Nokia5110 液晶的四大理由 1)性價比高， LCD1602 可以顯示 32 個字符，而 Nokia5110 可以顯示 15 個漢字， 30個字符。 2) 接口簡單，僅四根 I/O 線即可驅動， LCD1602 需 11 根 I/O 線， LCD12864 需 12根。 3) 速度快，是 LCD12864 的 20 倍，是 LCD1602 的 40 倍。 4) Nokia5110 工作電壓 ，正常顯示時工作電流 200uA 以下，具有掉電模式，適合電池供電的便攜式移動設備。 Nokia5110 的初始化 接通電源后，內部寄存器和 RAM 的內容是不確定的，這需要一個 RES 低電平脈沖復位一下。當 VDD 變為高電平，達到 VDDmin(或更高 )之后，最多 100ms， RST 輸入低電平 (電平幅度 )。 LCD5110 復位時序如下圖 所示： 圖 LCD5110 復位時序 LCD5110 初始化程序： void LCD_init(void) { LCD_RST = 0。 // 產生一個讓 LCD 復位的低電平脈沖 delay_1us()。 LCD_RST = 1。 LCD_CE = 0。 // 關閉 LCD delay_1us()。 LCD_CE = 1。 // 使能 LCD delay_1us()。 桂林電子科技大學畢業設計 (論文 )報告用紙 第 19 頁 共 31 頁 LCD_write_byte(0x21, 0)。 // 使用擴展命令設置 LCD 模式 LCD_write_byte(0xc8, 0)。 // 設置液晶偏置電壓 LCD_write_byte(0x06, 0)。 // 溫度校正 LCD_write_byte(0x13, 0)。 // 1:48 LCD_write_byte(0x20, 0)。 // 使用基本命令， V=0，水平尋址 LCD_clear()。 // 清屏 LCD_writ