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51單片機+ISD1720語音+nRF24L01無線溫度控制系統(tǒng)設(shè)計

[復(fù)制鏈接]
ID:74293 發(fā)表于 2017-12-7 23:08 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
基于無線溫度控制系統(tǒng)硬件介紹：
0.png
   該設(shè)計采用51單片機STC89C52控制DS18B20實現(xiàn)的無線溫度控制系統(tǒng)。通過簡單的無線通信協(xié)議，實現(xiàn)可靠性與功耗平衡。該系統(tǒng)能實現(xiàn)對溫度的測量，同時還可以進行溫度的設(shè)定，是可以實現(xiàn)遠程控制的無線溫度控制系統(tǒng)。無線傳輸采用nRF24L01模塊傳輸。
該硬件電路設(shè)計主要分為三部分：主機和從機以及語音模塊。
具體如下：
從機：由溫度傳感器DS18B20,STC89C52單片機和nRF24L01無線射頻模塊，以及LCD1602液晶顯示模塊和驅(qū)動模塊、繼電器等組成。
主機：由STC89C52單片機，nRF24L01無線射頻模塊，LCD12864液晶模塊、電源穩(wěn)壓等組成。
語音模塊：主要基于ISD1720設(shè)計，外接揚聲器。

無線溫度控制原理圖與pcb（包含主機從機和ISD1720語音模塊）：
0.png 0.png 0.png

無線領(lǐng)域的總結(jié)，1、注意微機之間的通信，2、選擇接受通道，3、設(shè)置工作通道頻率
4、接收通道選擇和發(fā)送通道相同有效數(shù)據(jù)寬度5、發(fā)射速率、功耗功能設(shè)置
6、CRC使能，16位CRC校驗，上電，模式選擇

單片機源程序如下（部分內(nèi)容預(yù)覽）:
  1. //軟件調(diào)試第三個問題,ISD1720有二種工作模式，SPI模式，也就是用單片機直接控制，
  2. //獨立按鍵模式，直接用其外圍按鍵控制，剛做好硬件發(fā)現(xiàn)獨立按鍵模式工作不正常，
  3. //所以選擇SPI模式。對ISD1720定點錄好音后發(fā)現(xiàn)并不能實現(xiàn)連續(xù)放音，剛開始考慮到
  4. //可能是指令發(fā)送后1720沒有足夠的時間完成就收到了第二條指令才導(dǎo)致放音不連續(xù)，
  5. //于是考慮用延時，延時后發(fā)現(xiàn)可以把定點錄的音都播放出來，但是各段語音之間有停頓
  6. //不能實現(xiàn)無縫播放，語音聽起來很生硬，于是繼續(xù)查看芯片數(shù)據(jù)手冊，對這一點并沒有介紹，
  7. //于是上網(wǎng)查SPI1720調(diào)試心得，發(fā)現(xiàn)ISD1720內(nèi)部有先進先出數(shù)據(jù)緩沖器，F(xiàn)IFO是英文First
  8. //In First Out 的縮寫，是一種先進先出的數(shù)據(jù)緩存器，這是一種傳統(tǒng)的按序執(zhí)行方法，
  9. //先進入的指令先完成并引退，跟著才執(zhí)行第二條指令，并且ISD1720狀態(tài)寄存器第四位INT作用
  10. //是當(dāng)一個操作完成后被置1，可被CLR_INT清除。當(dāng)發(fā)送一次定點播放命令后，不斷地讀狀態(tài)寄
  11. //存器，判斷INT位是否為1，若不是繼續(xù)讀狀態(tài)寄存器，再判讀，當(dāng)INT為1時，用CLR_INT清楚，
  12. //緊接著發(fā)送第二條定點播放指令，至此實現(xiàn)了定點語音的無縫播放
  13.            if(temperature ==tempwant )
  14.            {        
  15.                 TxBuf[1] =0x07;//當(dāng)溫度相同時，自動發(fā)送停止降溫或加熱指令
  16.                     tf = 1 ;
  17.            }
  18.            if(tf ==1 )
  19.            {
  20.                    TX_Mode(TxBuf);
  21.                    delay_ms(20);
  22.                    TX_Mode(TxBuf);
  23.                    delay_ms(20);
  24.                    TX_Mode(TxBuf);//采用連發(fā)，為的是擔(dān)心從機工作在發(fā)送模式，而接不到指令
  25.                    delay_ms(20);
  26.                     Check_ACK(1);              // 等待發(fā)送完畢，清除TX FIFO
  27.                         tf = 0 ;                                   //自動跳出發(fā)射狀態(tài)
  28.                         delay_ms(100);
  29.                         RX_Mode();                                // 設(shè)置為接收模式
  30.        }        
  31. }
  32. //軟件調(diào)試第二個問題，當(dāng)調(diào)試NRF24L01通信時發(fā)現(xiàn)程序多次進入進入死循環(huán)，經(jīng)查資料發(fā)現(xiàn)，
  33. //NRF24L01不能同時工作在發(fā)送接收二種狀態(tài)，因為它是半雙工通信。雖然可以收也可以發(fā)，
  34. //但是收的時候不能發(fā)，發(fā)的時候不能收，這種通信方式可以實現(xiàn)雙向的通信，但不能在
  35. //兩個方向上同時進行，必須輪流交替地進行。也就是說，通信信道的每一段都可以是發(fā)送端，
  36. //也可以是接收端。但同一時刻里，信息只能有一個傳輸方向。
  37. /**************************************************
  38. 函數(shù)：main()

  40. 描述：
  41.     主函數(shù)
  42. /**************************************************/
  43. void main(void)
  44. {
  45.         init();//初始化液晶
  46.         pitcure(table_t);//開機圖片
  47.         delay(1000);
  48.         SID_Init();//ISD1720初始化
  49.         delay(500);
  50.         ISD_set_play(0X7E,0X00,0X9E,0X00);//播放開機音樂
  51.         ISD_set_play(0X6D,0X00,0X6D,0X00);
  52.         //軟件調(diào)試第四個問題:開機音樂不能實現(xiàn)正常播放，當(dāng)下載程序的時候，
  53.         //開機音樂正常播放，斷電后再接通，開機音樂不播放，其中有一個細節(jié)性的問題，
  54.         //就是下載程序時ISD1720有足夠的時間初始化，由于再錄音的時候使用了定點刪除，
  55.         //導(dǎo)致錄音沒有遵從1720內(nèi)部環(huán)形存儲體系，導(dǎo)致1720自檢需要很長的時間，
  56.         //改進辦法：當(dāng)接通電源后，在1720開機音樂定點播放命令前面放入開機圖片，
  57.         //以此代替延時，使1720初始化完全后再給其發(fā)送開機音樂定點播放命令。
  58.         write_com(0x01);//清屏
  59.         init_io();                              // NRF24L01初始化IO
  60.         TX_Mode();                              // 設(shè)置為發(fā)射模式
  61.         RX_Mode();
  62.         while(1)
  63.         {
  64.             display();
  65.                 display_state();
  66.                 key();           // 按鍵掃描
  67.         if(tf ==0 )
  68.                 {
  69.                 sta = SPI_Read(STATUS);          // 讀狀態(tài)寄存器
  70.                                       //if(RX_DR)        判斷是否接受到數(shù)據(jù)
  71.                   SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD, RxBuf, TX_PLOAD_WIDTH);  
  72.                                               // 從RX FIFO讀出數(shù)據(jù)
  73.                 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta);  //接收到數(shù)據(jù)后RX_DR,TX_DS,MAX_PT都置高為1，通過寫1來清楚中斷標志
  74.                  }
  75.         }
  76. }
復(fù)制代碼

函數(shù)：FS()
軟件調(diào)試第二個問題，當(dāng)調(diào)試NRF24L01時發(fā)現(xiàn)程序多次進入進入死循環(huán)，它是半雙工通信。雖然可以收也可以發(fā)，但是收的時候不能發(fā)，發(fā)的時候不能收，這種通信方式可以實現(xiàn)雙向的通信，但不能在兩個方向上同時進行，必須輪流交替地進行。也就是說，通信信道的每一段都可以是發(fā)送端，也可以是接收端。但同一時刻里，信息只能有一個傳輸方向。在此設(shè)置

主機軟件
② 源程序
無線溫度控制主機程序，包括三大模塊，12864，NRF24L01，ISD1720，此程序在調(diào)試時出現(xiàn)三大難題，一：NRF24L01是單收單發(fā)行器件，不能同時工作在既發(fā)射有接收狀態(tài)，為此必須做以下調(diào)整，主機：一直工作在接受狀態(tài)，當(dāng)有按鍵被按下時進入發(fā)射狀態(tài)，同時停止接受，當(dāng)發(fā)射結(jié)束后，自動跳出，進入接受狀態(tài)；

從機：用標志位循環(huán)工作在發(fā)射接受狀態(tài)，當(dāng)發(fā)射結(jié)束后，自動定義標志位使其進入接受狀態(tài)，然后再跳出接收狀態(tài)，進入發(fā)射狀態(tài)，如此循環(huán)。二：在isd1720定點播放時要想實現(xiàn)無縫連接需要讀狀態(tài)寄存器，判斷ISD1720返回的信號是否上一個指令已經(jīng)完成，每次定點錄音后1720會自動在語音結(jié)尾加EOM標志，所以錄音時不應(yīng)全部錄完然后再查找所需要的語音，應(yīng)單個錄音，三：應(yīng)調(diào)試發(fā)現(xiàn)ISD1720反應(yīng)比較慢所以要想實現(xiàn)開機音樂必須在主程序中加3秒延時，使語音芯片有足夠的時間初始化，等待SPI指令的到來。
經(jīng)驗及教訓(xùn)：1、學(xué)習(xí)一個新型原器件時應(yīng)該反復(fù)琢磨芯片使用說明書，查看別人的學(xué)習(xí)新的體會，2、其中重要的是狀態(tài)寄存器和微機之間的通信，3、單片機高電平時輸出電流小于10個ma,低電平時大概為30~40MA，NRF24L01正常工作單片機輸出電流應(yīng)小于10個MA，否則容易燒毀模塊，一般采用2K電阻限流。待續(xù)

軟件介紹：
無線溫度控制主機程序，包括三大模塊，12864，NRF24L01，ISD1720。此程序在調(diào)試時出現(xiàn)三大難題。
1、NRF24L01是單收單發(fā)行器件，不能同時工作在既發(fā)射有接收狀態(tài)。為此必須做以下調(diào)整主機，一直工作在接受狀態(tài)。當(dāng)有按鍵被按下時進入發(fā)射狀態(tài)，同時停止接受，當(dāng)發(fā)射結(jié)束后，自動跳出，進入接受狀態(tài)。從機用標志位循環(huán)工作在發(fā)射接受狀態(tài)，當(dāng)發(fā)射結(jié)束后，自動定義標志位使其進入接受狀態(tài)，然后再跳出接收狀態(tài)，進入發(fā)射狀態(tài)，如此循環(huán)。
2、在isd1720定點播放時要想實現(xiàn)無縫連接需要讀狀態(tài)寄存器，判斷ISD1720返回的信號是否上一個指令已經(jīng)完成，每次定點錄音后1720會自動在語音結(jié)尾加EOM標志，所以錄音時不應(yīng)全部錄完然后再查找所需要的語音，應(yīng)單個錄音。
3、應(yīng)調(diào)試發(fā)現(xiàn)ISD1720反應(yīng)比較慢所以要想實現(xiàn)開機音樂必須在主程序中加3秒延時，使語音芯片有足夠的時間初始化，等待SPI指令的到來。

0.png
附件內(nèi)容包括：
無線溫度控制系統(tǒng)完整硬件設(shè)計原理圖和PCB源文件（包括主機和從機以及語音模塊）；
C語言源代碼（有詳細的中文注釋）；
材料清單；

所有資料51hei提供下載:
基于51單片機無線溫度控制系統(tǒng)完整項目設(shè)計開源.zip (1.37 MB, 下載次數(shù): 124)


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