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基于Po188光照无线采集模块.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.71M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    河海大学计算机及信息工程学院（常州） 课程设计报告 题 目 专 业 授课班号 学生姓名 指导教师 完成时间 基于 Po188 光照采集装置 通信工程 270401 周亚彬 姚澄 2011 年 07 月 05 日
    河海大学本科课程设计报告 目 录 前 言 ………………………………………………………………………………………………2 第一章 系统设计 …………………………………………………………………………………3 第一节 课题目标及总体方案…………………………………………………………………..3 第二节 系统各功能模块的实现………………………………………………………………..4 2.1 MCU 核心控制模块的实现……………………………………………………………..4 2.1.1 MCU 核心控制单元的选定………………………………………………….. …..4 2.1.2 MCU 控制 I/O 口资源分配…………………………………………………….. 5 2.1.3 MCU 软件开发平台……………………………………………………. …….. ... 5 2.2 电源模块………………………………………………………………………………...7 2.3 光照度检测模块…………………………………………………….. ……………........ 7 2.4 无线收发模块………………………………………………………………….. ... .. . ... 8 2.5 液晶显示模块………………………………………………………………….. ... .. . ... 8 第二章 实验（测试）结果及讨论……….……………………………………………………….9 第一节 课程设计前期准备……….……… …………………………………………. ………. 9 第二节 作品照片……….…………………………………………………………….…..……10 第三章 结论…………………………………………………………………………………...… 11 心得体会…………………………………………………………………………………………13 参考文献 …………………………………………………………………………………………14 录 …………………………………………………………………………………………15 一、源程序………………………………………………………………………………………15 二、PCB………………………………………………………………………………………29 附 - II -
    河海大学本科课程设计报告 前 言 光在日常生活中是不可或缺的物理量之一。而光污染已经成为继废水污染、 大气污染、噪声污染、固体废物污染后的第五大污染，是 21 世纪直接影响人类 健康的又一环境杀手。在城市中，光污染随处可见。目前，人们对光污染这一隐 形杀手了解的还不够，防范措施还不够。相对于此，本文设计并研发了无线检测 光照度系统。 光照度，衡量光强度的物理量之一。通过实时的检测环境中的光通量的大小 来达到及时了解环境中光的强度的变化。并能够及时的告知环境中的光照是否达 到光污染的等级。 光照采集控制系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。嵌入式系统虽 然起源于微型计算机时代，但是微型计算机的体积、价位、可靠性，都无法满足 广大对象对嵌入式系统的要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道 路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展 的单片机时代。本设计就是基于 Po188 光敏传感器件而设计的光照度检测系统 - 3 -
    河海大学本科课程设计报告 第一章 系统设计 第一节 课题目标及总体方案 新型光照传感器的种类繁多，本次课程设计采用模拟光照传感器 PO188，与 各种微处理器的 I/O 接口相连接，组成自动光照检测系统。 本课题的完整设计目标为：从机利用 PO188 采集光照信息并将该信息反馈 给单片机，单片机通过液晶显示采集到的光照值并将该值信息通过 XL905 无线 发送给主机，主机将光照值信息通过液晶显示。其总体方案设计如图 1 所示： 图 1. 无线温度检测装置系统框图 在课题设计过程中，将本系统分为硬件和软件部分两个部分，其中硬件部分 分为以下几个模块：MCU 核心控制单元、电源模块、液晶显示模块和 NRF 无线 收发模块；软件部分为 MCU 软件开发平台和相关程序编写。硬件部分需要利用 Protel99se 画出原理图和 PC，软件部分需要利用 KeiluVision2 作为程序编辑环境。 下载程序时使用 STC89C51 处理器 ISP 程序下载器。 第二节 系统各功能模块的实现 2.1 MCU 核心控制模块的实现 2.1.1 MCU 核心控制单元的选定 在本课题研究中 MCU 核心控制器采用宏晶公司的 40 引脚 STC89C52RC 系列单 片机实现，封装及引脚功能如图 2.所示： - 4 -
    河海大学本科课程设计报告 图 2. MCU 核心控制器 STC89C52RC 封装及其引脚功能图 所选用的 40 引脚 STC89C52RC 单片机具有以下特性: 1.高速：6T 单片机；增强型 8051 内核，工作频率：0-40MHZ，比普通 8051 单片机快 2 倍以上；宽电压 5.5-3.4V，低功耗设计：空闲模式(可由任意一个中 断唤醒)，掉电模式(可由外部中断唤醒)。 2.8 通道，8bit 高速 ADC；8K10 万次以上 Flash 程序存储器；1280SRAM 数 据存储器；芯片内擦写次数 10 万次以上 EEPROM 功能。 3.无需编程器/仿真器；兼容 8051 串口。 4.可设置成 4 种模式的 36 个通用 I/O 口。 2.1.2 MCU 控制 I/O 口资源分配 下表 1.即为对 40 引脚 STC89C52RC 单片机 I/O 口的资源分配表： I/O 口 P0.0-P0.7 P2.0-P2.5 P3.4-P3.5 P3.6 接口控制分配 LCD8 路数据 data 接口 NRF24L01SPI 和控制接口 LCD 控制接口 DS18B20 控制口 表 1. I/O 口的资源分配表 - 5 -
    河海大学本科课程设计报告 2.1.3 MCU 软件开发平台 虽然 STC 系列单片机没有专门的程序开发环境，但 STC 单片机采用的 CPU 内核是 8051。任何支持 8051 的如 KeilC51、IAR 和 Medwin 等编译器/汇编器都 可以支持 STC 系列单片机的开发。 在课题研究中国，使用了 KeiluVision2 作为程序编辑环境如图 3.所示。 图 3. STC89C51 处理器 KeiluVision2 程序编辑、编译环境 在 KeiluVision2 开发环境下对程序进行编辑编译后，使用 STC 公司提供的 STC-ISP 程序下载器将编译好的十六进制代码(.HEX)文件通过 RS232 接口下载 到单片机即可，下载器操作界面如图 4.所示。 - 6 -
    河海大学本科课程设计报告 图 4. STC89C51 处理器 ISP 程序下载器 2.2 电源模块 本设计方案采用 7.2V 电池给 LM117-5 稳压芯片产生+5V 直流稳压电源为单 片机、PO188 芯片供电,采用 LM117-3.3 为 XL905、Nokia5110 液晶提供 3.3V 稳 压电源。该部分电路如图 5 所示： 图 5. 电源部分电路图 2.3 光照度检测模块 采用集成式光电传感器 PO188，由于具有结构简单，外接电路简单，可用 AD 转换芯片对其进行数据采集，并且具有体积小，转换快等优点。该部分电路 如图 6.所示： - 7 -
    河海大学本科课程设计报告 图 6.光照度采集模块 2.4 无线收发模块 本课题研究中采用 XL905 实现主机和从机之间通信，该芯片具有以下功能： 1.增强型 ShockBurst；2.自动应答及自动重发功能；3.地址及 CRC 检验功能；4. 宽工作电压输入。该部分电路如图 7.所示： 图 7.NRF24L01 无线收发模块 2.5 液晶显示模块 本课题采用 Nokia 5110 液晶作为整个系统的显示模块。可以显示 84*48 点， 能显示 3 行中文，每行 7 个汉字(使用新的显示方法，可以显示 4 行中文)。使用 PCD8544 驱动芯片。串口速率达到 4Mbit/S。并且其价格便宜，性价比较高。编 - 8 -
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