综合电子电路设计与调试.pptx
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1、综合电子电路设计与调试综合电子电路设计与调试面向无线通信的综合电子电路面向无线通信的综合电子电路通信08实验目的实验目的n学习51单片机基本应用系统的设计n学习液晶显示器1602的应用n学习矩阵式键盘的设计和应用n学习温度传感器18B20应用n学习无线收发模块nRF24L01的应用n学习C51软件编程实验内容实验内容 设计和实现面向无线通信的综合电子电路实验,原理框图如下:实验内容实验内容n基本实验内容基本实验内容nLCD液晶显示n键盘阵列扫描及编码n温度传感器的温度采集n数据的无线发送及接收n扩展实验内容扩展实验内容n远程温度LED报警显示n通过继电器控制的各类电器应用n学生自命题的实验内容
2、 基本实验内容为必做部分,扩展实验内容可以引导学生发挥自己的想象力,制作类似家庭网关类的电器控制类应用。本次实本次实验要求完成基本部分,验要求完成基本部分,也就是框图中的无线发射端,实现无线收发数据。实验要求(1)PROTEUS软件仿真方式实现键盘、液晶显示、温度采集(2)制作PROTEL原理图和PCB图(3)两人一组制板、调试、编程(4)实验报告实验安排实验安排n设计任务要求及原理分析 8学时n电路设计与仿真 8学时nPROTEL电路原理图、PCB图绘制 8学时n印刷板制作 4学时n安装焊接 4学时n硬件调试 4学时n软件调试 8学时n综合调试 4学时n相关硬件资料查阅、软件编程及实验报告课
3、外完成 任务安排任务安排n2011.11.14 周一 晚上 n(1)系统介绍、C51介绍n(2)1602液晶显示器介绍n(3)矩阵键盘介绍n(4)18B20温度传感器介绍n(5)PROTEUS软件仿真实现按键、显示和温度采集任务安排任务安排n2011.11.15 周二 上午 n(1)PROTEUS软件仿真实现按键、显示和温度采集n(2)检查仿真功能实现情况检查仿真功能实现情况n(3)用PROTEL制作电路原理图n(4)用PROTEL制作PCB图(小于13*10CM)任务安排任务安排n2011.11.16 周五 上午 n(1)发PCB板和材料n(2)继续用PROTEL制作电路原理图n(3)继续用
4、PROTEL制作PCB图n(4)检查检查PROTEL原理图和原理图和PCB图图任务安排任务安排n2011.11.16 周五 下午 n(1)两人一组制板n(2)焊接电路n(3)测试电路任务安排任务安排n2011.11.16 周五 晚上 n(1)NRF24L01模块介绍n(2)无线实现功能要求说明n2011.11.21 周一 晚上 nNRF24L01无线模块调试任务安排任务安排n2011.11.22 周二 上午 n系统统调n2011.11.23 周三 下午 n作品验收作品验收面向无线通信的综合电子电路面向无线通信的综合电子电路设计要求设计要求n设计基于nRF2401无线模块实现的无线收发系统。通过
5、设置相同的无线地址和频率,实现在两块系统间无线收发温度数据,并从液晶显示器显示出来。n具体要求如下:面向无线通信的综合电子电路面向无线通信的综合电子电路设计要求设计要求n1.通过按键设置无线模块收发地址。可选择默认地址和手动输入地址。手动输入地址5个字节。n2.通过按键设置无线模块工作频率2400Mhz-2525Mhz。n3.通过按键设置接收、发送模式。n4.上述操作液晶需显示提示。面向无线通信的综合电子电路面向无线通信的综合电子电路设计要求设计要求n5.设置完毕,两块分别设置为接收和发送模式的系统实现无线收发温度数据,并通过液晶实时显示出来。n6.接收模式、发送模式有指示灯提示。2024/8
6、/8 周四综合电子电路设计与调试16面向无线通信的综合电子电路面向无线通信的综合电子电路设计要求设计要求7.键盘布局 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9发送发送接收接收默认地默认地址址手动输手动输入地址入地址确认确认系统硬件设计系统硬件设计n设计基于nRF2401无线模块实现的无线收发系统。主要包括AT89C52单片机、LCD1602液晶、4*4矩阵键盘、18B20温度传感器、nRF2401无线模块四部分。系统硬件框图系统硬件框图AT89C52P0矩阵键盘1602液晶显示器P2DS18B20温度传感器P3.0nRF24L01无线模块P13v供电AT89C52外围电路设计外围电路设计 系统以
7、AT89C52单片机为控制核心。其外围电路设计见右图。时钟采用11.0592Mhz的晶振,C1、C2作为微调电容。复位电路采用按键复位、上电复位一体电路,电容C3,R1的取值并不严格。31脚EA必须连接高电平,才能保证程序从片内ROM开始执行,电阻R2可以省略。液晶显示单元电路液晶显示单元电路 系统液晶选用常用的LCD1602。单元电路连接方式如右图所示。液晶采用4位数据显示方式,分别连单片机的P2.0P2.3;控制信号RS,RW,E分别与P2.7P2.5相连,VSS,VDD为液晶的地和电源,+5v供电,VEE为对比度调整。部分液晶有15,16脚,为液晶背光灯的电源和地,应串入电阻或点位器限流
8、。键盘输入单元电路键盘输入单元电路 系统采用44矩阵键盘作为输入单元。如图所示,按键的8根线与P0口相连,由于51系列单片机P0口为漏极开路结构,因而无法输出真正高电平,因此需要加上拉电阻。注意按键连线不可随意更改,否则将造成键码与按键功能不匹配,不过可以通过软件方式修正。温度传感器及无线模块电路温度传感器及无线模块电路 系统温度检测采用一线制数字温度传感器18B20实现。其唯一数据数据线直接与P3.0相连,由于51单片机P3口内有上拉电阻,因而省去DQ的上拉电阻。D1,D2为接受模式,发送模式指示灯。图中J1为无线通信模块nRF24L01接口,采用3v供电,加入稳压管D3保护,其数据通信采用
9、SPI串口方式,与单片机P2口相连。系统总体电路图系统软件设计系统软件设计n面向无线通信的综合电子电路软件部分由主程序、液晶显示子程序、DS18B20温度采集子程序、按键扫描子程序、无线收发子程序和延时子程序等组成。主程序以无线收发模块工作为主线,根据系统功能要求、按步骤调用各个子程序,将它们紧密组织,严密配合,从而实现系统的各项功能。系统主程序流程LCD1602液晶显示程序n液晶显示子程序包括了液晶初始化、液晶字节写入、液晶字符串写入、液晶显示定位等子程序。其中液晶初始化程序最为关键。n以下是一个液晶初始化子程序。液晶初始化液晶初始化nvoid LCD_init(void)LCD_write
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