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【单片机项目实训】基于nRF905的多点温度无线采集系统

将单片机项目实训——基于nRF905的多点温度无线采集系统分享出来,如有不足,敬请指出。

【实验图片】

【实验视频】

基于nRF905的多点温度无线采集系统设计

目录

一、设计要求

二、方案设计

三、硬件电路设计

四、软件设计

五、其他图片

 六、资料链接

七、关于作者



一、设计要求

        系统采用NRF905作为无线收发器,四个从机采集到温度信息分别发送给主机,主机显示四点的温度信息,并且可通过按键设定温度的上下限报警值,超限能够进行声光报警。

二、方案设计

        随着技术的发展,基于无线的信息传输方式越来越成熟,与有线的信息传输方式相比,无线的方式易于安装和后期维护。NRF905单片无线接收器是挪威Nordic公司推出的单片射频发射器芯片,工作电压为1.9V~3.6V,工作于433、868、915MHZ  3个ISM频道,通过SPI接口与MCU连接。由于51单片机没有SPI接口,可以通过软件模拟SPI通信协议进行通信。系统方案框图如下图所示。

三、硬件电路设计

        从机用DS18B20温度传感器进行温度采集,DS18B20是美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器,其单总线控制方式最大限度的节省单片机有限的IO口资源,其I/O口和单片机第8脚P17相连。从机电路原理图如下图所示。

        主机使用LCD1602液晶屏进行显示,LCD1602液晶屏内置常用的ASCII码,有两种驱动方式,本设计考虑到显示数据的刷新速度,决定采用并口驱动方式;按键使用独立按键控制方式;声光报警部分采用蜂鸣器加LED指示。主机电路原理图如下图所示。

        无线收发器均采用挪威Nordic公司推出的NRF905单片无线收发器。

       思考:通过对比从机、主机原理图,发现其中一部分电路是相同的,也有部分差异,如果绘制PCB打样,需要设计两种PCB电路,考虑到成本与实际设计需要,作者本人设计了“主从一体机”,也就是从机、主机都是一样的电路,只是在具体焊接时部分器件不用焊接。

 主从一体机原理图如下所示:

备注:D1~D8指示灯的含义:

D1:1号从机测量的环境温度低于温度下限;
D2:1号从机测量的环境温度高于温度上限;
D3:2号从机测量的环境温度低于温度下限;
D4:2号从机测量的环境温度高于温度上限;
D5:3号从机测量的环境温度低于温度下限;
D6:3号从机测量的环境温度高于温度上限;
D7:4号从机测量的环境温度低于温度下限;
D8:4号从机测量的环境温度高于温度上限;

四、软件设计

        主机首先对从机分别分配不同的地址,然后通过地址来区别收到的数据是哪一个从机发来的。4个从机将温度传感器DS18B20测得温度值通过NRF905无线模块将数据传输给主机。

        (一)从机发送端

        1.主程序:

void main(){    system_init();while(1){DS18B20_ReadTemperature(&temp);display();send();     }}

2.程序分析

        (二)主机接收端(下载链接在文章第六部分)

        1.主程序

void main(void){System_Init();while(1){Receive_Data();Display();Limit_Set();Alarm();}}     

        2.程序分析

五、其他图片

(一)PCB -3D视图

1.主机-PCB-3D   正反面

2.从机-PCB-3D   正反面

(二)系统实物图

1.整体效果图

2.1号从机图

3.2号从机图

4.3号从机图

5.4号从机图

6.主机图 

7.PCB空板图-正面

 7.PCB空板图-背面

 9.PCB-主机散件

10.PCB-从机散件

11.PCB-主从机散件

 六、资料链接

(1)作品演示视频链接

链接①:哔哩哔哩--------点击播放
链接②:优酷视频--------点击播放
链接③:爱奇艺--------点击播放
链接④:腾讯视频--------点击播放
链接⑤:搜狐视频--------点击播放

(2)硬件电路分析视频:

链接①:哔哩哔哩--------点击播放
链接②:优酷视频--------点击播放
链接③:爱奇艺--------点击播放
链接④:腾讯视频--------点击播放
链接⑤:搜狐视频--------点击播放

(3)软件程序分析视频:                   

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链接②:优酷视频--------点击播放
链接③:爱奇艺 --------点击播放
链接④:腾讯视频--------点击播放
链接⑤:    搜狐视频--------点击播放

(4)原理图链接:

方案一:主机、从机分开设计

方案二:主从一体机

(5)源程序下载:

程序下载

七、关于作者