基于單片機的無線表決器設計-電子信息工程畢業(yè)論文

1、湖州師范學院求真學院畢業(yè)設計（論文）2014 屆題 目專 業(yè)學生姓名學 號指導教師論文字數(shù)_完成日期基子單拉機的無線表決器設計電子信息工程102834412014-02-20湖州師范學院求真學院教務部印制基于單片機的無線表決器設計摘要：根椐stc89c52單片機和無線表決系統(tǒng)的特點，本文介紹了一種用單片機控制液品lcd屏 顯示模擬表決結果的方法。同時從無線表決器的模塊選擇，電路分析，軟件程序設計等方而，介紹 了無線表決器的各個模塊的功能，電路的功能，以及各個模塊電路中元器件的作用。該設計具有用 戶自行投票，液品顯示投票結果和投票數(shù)目的功能。該設計基木能達到會議投票表決目的，設汁具 有成本低、效

2、果好等優(yōu)點，無論對于科學研究還是市場價值都有一定的意義。關鍵詞：無線表決，單r機，lcd1602液晶顯示，按鍵模塊the design of wireless voting device based on mcuabstract:according to the characteristics of stc89c52 single-chip microcomputer and wireless voting sys tem，this paper presents a lcd screen display with a single chip analog control vote.in thi

3、s paper，wireless voting systerm based on mcu is discussed mainly from the aspect of the module selection，circuit analysis and software design. this paper introduces the function of each module, the function of the circuits and the action of the components in the circuits. the design has the user to

4、vote, the voting results and the number of votes for liquid crystal display function. this design can basically achieve the purpose of the conference voting，and have the advantages of low cost，good effect，and certain significance both for scientific researc h and market value.key words： wireless vot

5、ing，single chip, lcd 1602 display，keyboard module目錄h雜11.1引言11.2無線表決器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11.2.1研究現(xiàn)狀11.2.2發(fā)展趨勢2椅 4、結:2第二章系統(tǒng)硬件設計32.1系統(tǒng)整體的設計方案與選型比較32.2系統(tǒng)硬件總體框網(wǎng)32.3單片機最小系統(tǒng)42.3.1單片機的選型與比較42.3.2單片機stc89c52簡介42.3.3復位電路42.3.4晶振電路52.4無線模塊的設計52.4.1無線模塊的選型與比較52.4.2無線模塊電路的設計62.4.3 nrf24l01 工作模式62.4.4寄存器配置72.5顯示模塊的設計72.5.1

6、顯示模塊的選型與比較72.5.2顯示模塊電路的設計82.6握輪82.7電源模塊的設計92.8輔助電源的設計102.8.1x1117 簡介102.8.2x1117穩(wěn)壓電路的設計102.9本章小結11第三章系統(tǒng)軟件設計123.1主機流程圖123.2從機流稅圖123.3 nrf24l01無線模塊流程閣133.3.1無線發(fā)送模式流程圖133.3.2無線接收模式流程閣143.4 1602液晶流程圖153.5按鍵掃描流程圖163.6本章小結17第四章系統(tǒng)綜合測試184.1系統(tǒng)綜合測試思路184.2硬件測試184.3軟件測試184.4本章小姑19第五章結論205.1實物成果205.2設計總結2022s w2

7、3附錄1:主機電路圖24附錄2:從機電路圖25第一章緒論1.1引言隨著社會的不斷發(fā)展，各種各樣的電子科技技術不斷產(chǎn)牛.，越來越多的新產(chǎn)品被不斷的耑求。 這個時候，表決器就以它瘦小的身姿擠進了社會這個大舞臺。目前，表決器在學校、企業(yè)、政府的 各種會議上和電視娛樂等節(jié)目上被廣泛的應用。表決器不僅節(jié)省了人力物力財力，使計算錯誤的概 率人人降低。而且保證了投票結果的隱私性，侃密性，可靠性，科孕性，并在一定程度上減少統(tǒng)計 吋間的浪費，提商工作效率，更加真實準確的做出決議。目前，市場上的表決器主要分為兩種類型：有線表決器和無線表決器，一般是曲有線網(wǎng)絡構成。 不過有線表決器布線比較復雜，貨點較多，使用起來故

8、障比較多而且不界易排除，使用者也很不方 便。無線表決器具有一些有線表決器沒有的優(yōu)點，例如低成本，比較少的接口故障，應用范圍廣泛, 靈活性能比較好，系統(tǒng)測試很簡單，節(jié)省了布線繁瑣的過程。近年來，近距離無線傳輸技術和無線 局域網(wǎng)的快速發(fā)屣使得無線表決系統(tǒng)可以通過無線技術來實現(xiàn)。采川無線表決的方式，可以快速處現(xiàn)人景的信息，在短吋間里面就可以完成表決的過程。實時 的顯示表決的信息，民主公正，簡潔明了，直觀方便。更加可以體現(xiàn)出表決的實際意義。既提高了 工作效率，乂起到了應奮的目的。所以，綜上所述，無效表決器系統(tǒng)的研究，具奮一定的市場價值 和研究意義。1.2無線表決器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.2.1研究現(xiàn)狀

9、基于zigbee技術的無線表決系統(tǒng)的設計，具有構造簡單，功耗低，界易擴展，吋延短，成本低， 安全等特點。似是，zigbee技水最大的特點是短距離,低速率，一般用于數(shù)量較少，范圍較小的場 合，。菽于msp430單;i機的無線表決系統(tǒng)設計，是一種雉于msp430f123和nrf905的無線表決系統(tǒng) 的硬件和軟件設計和實現(xiàn)。該系統(tǒng)具有低功耗、功能強、可靠性高和使用方便的優(yōu)點31?；赿olphin芯片組的大型無線表決系統(tǒng)設計，該系統(tǒng)貝.有良好的保密性、傳輸距離長、容易 發(fā)展和強大的討擴展性的特點.該方案采用跳頻技術，該技術4:跳頻無線領域的性能表現(xiàn)都不錯，但也 限制了其在艽他領域的應用41?；赾c

10、1100的新型無線投票表決器設計與實現(xiàn)實現(xiàn)了非接觸式射頻卡儲存?zhèn)€人信息，節(jié)省了 時間人力和物力，并具柯可靠性髙和界易擴展的特點5?；趓fid和rs485總線的無線表決系統(tǒng)，一種基于射頻識別和rs485技術的無線表決系統(tǒng)， 該系統(tǒng)具有低功耗、可雒性高、穩(wěn)定性好、成本低，安裝方便等特點，它的整體功能和各項指標都 其有非常高的實用性6。葙于at89c系列單片機的表決系統(tǒng)的設計，功能強大，性能優(yōu)越，性價比較商，可以實現(xiàn)大規(guī) 模、中距離，高傳輸速率、成本低的主從通信，一主多從、主從呼叫相應的中行通信7。1.2.2發(fā)展趨勢由于冇線表決器系統(tǒng)布線具冇繁瑣的布線過程，結構s雜，困難的安裝、調試和維護，故障率

11、髙，占地而積廣，使用不便。所以，設汁出了無線表決器。一開始出現(xiàn)的無線表決器構造簡單，功耗低，容易擴展，時延短，成本低，安全等特點8_9。但 是，趾離比較短，速率比較低，u能用于數(shù)景較少，范閘較小的場合12），顯然這不滿意的無線表決 系統(tǒng)，于是又慢慢設計出了傳輸距離遠的基于dolphin芯片組的人型無線表決系統(tǒng)，然而該系統(tǒng)采 用跳頻技術，該技術在跳頻無線領域的性能表現(xiàn)都不錯，但也限制了w在w他領域的成用4。后來， 出現(xiàn)的一款表決器采用了非接觸式射頻卡儲存?zhèn)€人信息，宵了吋間人力和物力，丼具有可靠性高和 客易擴展的特點5。一過到現(xiàn)在的單片機，可以實現(xiàn)人規(guī)模、屮距離，高傳輸速率、成木低的主從 通信，一

12、主多從、主從呼叫相疢的串行通信7。我相信，以后的表決器的沒計會越來越貼合人們的需耍。1.3本章小結因為無線通信的產(chǎn)牛.，因為表決的發(fā)展，因為w主的崙求，因為效率的要求，使得無線表決器 的產(chǎn)屮成了個必然的結果。無線表決器出現(xiàn)的地方也越來越廣，使人們的生活也越來越便利，所以 無線表決器的川現(xiàn)非常有意義勾價值。而我要做的無線表決器主要冇一個計算機，一個主控制器，若干個分支控制器和若干個表決器 飢成。主控制器、分支控制器和表決器部分川單片機和總線技術來實現(xiàn)。主控制器與分支控制器、 分支控制器與表決器構成-個符合通信規(guī)范，乂可以彼此串行連接的多單r機網(wǎng)絡。最后使主控制 器到分支控制器，再到表決器實現(xiàn)通信

13、方式。使系統(tǒng)可以直接進行無線投票、采集數(shù)據(jù)、快速的統(tǒng) 計數(shù)裾進行?i:總、準確的顯示投票的結果。當然，無線表決器出來的數(shù)據(jù)要準確，可靠，快捷，操 作盡朵簡便，性能穩(wěn)定，還要方便維護，總的來說要性價比商。第二章系統(tǒng)硬件設計2.1系統(tǒng)整體的設計方案與選型比較方案一：基于zigbee技術的無線表決系統(tǒng)的設計，具有構造簡單，功耗低，界易擴展，吋延短, 成本低，安全等特點。似是，zigbee技術最大的特點是短距離，低速率，一般用于數(shù)量較少，范圍 較小的場合llj2。方案二：基于單片機的表決系統(tǒng)的設汁，功能強人，性能優(yōu)越，性價比較，可以實現(xiàn)人規(guī)模、 屮距離，高傳輸速率、成本低的主從通信，一主多從、主從呼叫

14、相應的串行通信7。綜上所述，方案二性價比高，且控制效果好，電路也較為簡單，可以使用所學的知識進行設計, 所以綜上所述，故選擇方案二。2.2系統(tǒng)硬件總體框圖圖2-1 士:機硬件總體方案和框圖圖2-2從機硬件總體方案和框圖系統(tǒng)的硬件總體方案如2-1所示，本設計使川stc89c52単片機為主控芯片，整個系統(tǒng)巾兩部分 組成，圖2-1的主機的硬件框圖和圖2-2的從機的硬件框圖。其中，主機由單片機、5v1a電源電路、 12mhz時鐘電路、復位電路、無線模塊nrf24l01、液晶lcd 1602等組成。從機山無線模塊、按鍵電 路、12mhz時鐘電路、和復位電路組成。因為輸入的是5v直流電源，而無線模塊nrf

15、24l01的工作 電壓是1.c3.6v,所以電路中添加了一個穩(wěn)壓電路。電源電壓通過xi117的穩(wěn)壓芯什，然后再經(jīng)過w個并聯(lián)的電咎，給無線模塊xrf24l01供電。2.3單片機最小系統(tǒng) 2.3.1單片機的選型與比較方案一：采用8051單幾機。8051單八機作為初代的單八機，艽內存為4kb。其r內程序存儲 器rom為掩膠型，在制造芯/f時，己將成用程序岡化進去，使它具杏了某種專用功能。方案二：采用stc89c52單片機8。stc89c52足一個低電壓，高性能cmos 8位單片機，片內 含8k bytes的nj反g擦寫的flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ram）,器

16、件采用stc公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準mcs-51指令系統(tǒng)，片內置通川8位 十央處理器和flash存儲單元，stc89c52單片機在電子行業(yè)屮有著廣泛的;.、v:用。就兩種方案而言，無論是從運行速度、內存，還是性價比等方而，stc89c52單八機都明顯優(yōu) 越于8051單片機，故這里選擇stc89c52單片機。2.3.2單片機stc89c52簡介stc89c52單片機是美國intel公司生產(chǎn)的低功耗，高性能的8位單片機，片內含8位中央處理 器，4kb程序存儲器，128b數(shù)據(jù)存儲器，中斷系統(tǒng)，2個16位定時器/計數(shù)器，4個8位可編程并行 i/o 口，內置一個全雙丄串行通信口，21

17、個特殊功能寄存器，功能強大，可靈活應用于各種控制領 域。p112p123p134p145p15678est9p101101112p1c(t2)to3p11ci2d9toop12roip13m2p14fo3p15fo4p16m5p17fo6rstto?p3c(rxd)eap31(txd)alep32：inti)psenp33(int1)p27p34(td)p25p35(ti)p25p36cvjr3p24p36(rd)p23xial2p22xial1p21gndp3du220閣2-3 stc89c52單片機1314151617xial2 18xial1 1939eo38di37d235d335d4

18、34d533d632d740+5v315t23456789es27 rw26 en252423222tstc8&3521ck律阻2.3.3復位電路為了確保系統(tǒng)電路可靠穩(wěn)定的運行，復位電路是必不可少的一部分9。該電路的作用相當于計 算機上的淸零按鈕，將電路淸零恢復到起始狀態(tài)。只需給stc89c52單片機的s位引腳rst加上人 于2個機器周期的菇電平就可使stc89c52復位。a位電路分為上電pi動笈位和按鈕a位w種，它們都能使單片機實現(xiàn)s位工作，而我采用的是 按鍵£位。如圖2-4所示，向rst引腳施加一定的高電平，當單r機檢測到9兮引腳有高電平時， 單八機進行s位，即將rst引

19、腳拉高并維持至少24個時鐘周期沿，單片機會進入位狀態(tài)每次上電后巾于電容兩端電壓不能突變，電容兩端電壓都為5v,此時持續(xù)的高電平就町以用于 單ji機的上電fl位，然后電容逐漸充電，幾毫秒后，r2上電流慢慢降為0, rst端電壓也慢慢降為 低電平，電容充電完畢，單什機進入工作狀態(tài)。即到達上電復位fi的。迕程序運行中按下s2鍵電容開始放電，電容負級rst端隨著電容的放電電壓逐漸升高，迕達到 高電乎后就可川于單片機的復位，而松開按鍵后，電矜乂進入充電狀態(tài)，兒毫秒后，r2上電流慢慢 降為0, rst端電壓也慢慢降為低電平，電祚充電完畢，單片機進入工作狀態(tài)。+5vs2十22ufrstr2i1，1kclr3

20、10k圖2-4復位電路2.3.4晶振電路晶振有有源品振和無源品振之分，作用都是發(fā)出時鐘信號。如閣2-5所示，該品振電路是由兩 個大小為33pf的電容c7、c8和一個12mhz晶振組成。晶振具有同定的頻率，它是單什機的時鐘，是一個標準景。數(shù)字電路都是按節(jié)拍來進行處理的, 而晶振就足來提供這個節(jié)拍的，如果沒奮了晶振，也就沒有了節(jié)拍，也就無法處理任何數(shù)據(jù)。吋鐘 頻率與吋鐘電路的質景都會對肀片機生產(chǎn)影響fwl。c733pf,1 li_|y14=xtallqt r33pf圖2-5晶振電路2.4無線模塊的設計2.4.1無線模塊的選型與比較方案一：采用藍牙模塊。藍牙的工作頻段主要是24002483.5mhz

21、, k中跳頻信道有79個，每 個為1mhz。藍牙是近距離無線通信技術的標桿，最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達1mbps，基木能保持721kbps左彳i的較穩(wěn)定的傳輸速率，最大能保持10m的傳輸距離，還4進行語音通信。但它也存在它的不足 之處。它的應川程序較繁瑣，產(chǎn)品的價格相對昂貴。方案二：采用nrf24l01無線模塊。這是一個射頻模塊。它支持2.4ghz的全球開放的ism頻 段，最人的發(fā)射功率為odbm，具右w傳輸速率的特點。它的功耗低，當它工作在等待模式時，電 流消耗為22ua，卯且它同吋具奮125個頻點，能夠滿足多點通信的需求。當侖工作在pcb天線狀 態(tài)不，它的正常有效距離為10米。它的價格也相對的較

22、為便立。綜上所述，根裾無線表決器llm21設計的技術要求，按照性價比敁高的抉擇方案，蛣終選擇方案 o2.4.2無線模塊電路的設計33vp12p11p101122334455j1 j233vp13 0dn5 00n5閿2-6無線模塊nrf24l01nrf24l01是一款世界通用的真正的單片無線收發(fā)芯片。它擁有木次設計的無線傳輸數(shù)裾的能 力，從而實現(xiàn)遠程控制的功能。它在本次設計中傳輸?shù)氖前存I模塊檢測出來的數(shù)據(jù)。它內部設有鏈 路層，具奮£1動應答及£1動重發(fā)功能，工作電壓在1.9至3.6v之間。它在有天線狀態(tài)吋，在空曠地 可視直線傳輸距離冇30到50米，在無滅線時，直線傳輸距離達

23、到10米左右，符合本次設計的需求。2.4.3 nrf24l01 工作模式通過配置寄存器可將nrf24l01配置為發(fā)射、接收、待機及掉電四種工作模式'如表2-1所示:表2-1 nrf24l01的工作模式模式1)wk_uppr1m_rxcefifo寄存器狀態(tài)接收校式111一發(fā)射模式101數(shù)據(jù)在tx fifo寄存器中發(fā)射模式10卜0停留在發(fā)送模式,直至數(shù)裾發(fā)送完待機模式2101tx fifo為空待機模式110無數(shù)裾傳輸?shù)綦娔Ｊ?待機模式分為模式1和模式2。待機模式1:用來減少電流消耗，品體振蕩器仍然工作。待機模式2:當n fifo寄存器為空并且ce=1時進入該模式。待機模式k,所有配置字仍然

24、保留。掉電模式由寄存器屮pwr-up位來控制。該模式k電流消耗最小，無線模塊不工作，但寄存器內容不變。nrf24l01在不同模式下引腳的功能:表2-2 nrf24l01引腳功能引腳名稱方向發(fā)送模式接收模式待機模式掉電模式cr輸入高電平10us高電平低電平csn輸入spi片選使能低電平使能sck輸入spi吋鐘most輸入spi串行輸入miso三態(tài)輸出spi串行輸出irq輸出中斷低電平使能2.4.4寄存器配置spi u為同步串行通信接u,最人傳輸速率為10mbps。傳輸單個字節(jié)時：先送高位再送低位。 傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)時：先傳送低字節(jié)，冉傳送高字節(jié)。與* sp1相關的指令共冇8個如表2-3所示，使用 時

25、這些控制指令由nrf24l01的mosi輸入。相應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息是從miso輸出給單片機。nrf24l01所冇的配置字都由配置寄存器足義,這些配置奇存器可通過spi 口訪問cnrf24l01的 配a寄存器共奮25個，常川的配s寄存器如表2-3所示。農(nóng)2-3常用的配罟寄存器地址寄存器名稱功能00config設置24l01工作模式01en aa設置接收通道及自動應答02en rxaddr使能接收通道地址03setup aw設置地址寬度04setup retr設置自動重發(fā)數(shù)據(jù)時間和次數(shù)07status狀態(tài)寄存器，川來判定工作狀態(tài)0a0frx addr pop5設置接收通道地址10tx addr設置

26、接收接點地址1廣16kx pw po 1)5設置接收通道的冇效數(shù)裾寬度2.5顯示模塊的設計2.5.1顯示模塊的選型與比較方案一：采用數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管顯示器根裾數(shù)碼管的驅動方式的不同有兩種顯示方法：靜態(tài) 顯示和動態(tài)掃描。在顯示位數(shù)較多時，單片機i/o u丌銷人且需要提供的i/o u連接的電路也很復雜, 掃描消耗資源多，功耗人，占cpu吋間長，反應不靈敏。方案二：采用1602液晶屏14顯示。lcd1602液晶具有顯示信息量大,數(shù)字式接口，功耗小， 成本低，體積小等優(yōu)點。與數(shù)碼管相比，開銷小，需要提供的i/o接門電路也比較簡單，反應靈敏。綜上所述，lcd1602液晶顯示具有顯示質量高，體積小，功耗

27、低，反應靈敏的特點。比較方案 一，方案二更符合本系統(tǒng)的沒計要求，故選擇方案二。2.5.2顯示模塊電路的設計1602是一款藍底a字的液晶顯示屏，能夠同時顯示32個字符151,主要分成2行。它可以顯示 字母、符號和數(shù)字。在本次設計屮，它可以不同從機的表決結果。圖 2-7 lcd 1602 液晶關于lcd 1602液晶顯示屏接u的說明：第1腳：vss為接地端。第2腳：vcc接+5v電源。第3腳：vl是液品顯示器對比度調整端，當對比度處于最弱：接電源的il:極；當對比度處于最 高：接電源。對比度過強的時候會產(chǎn)生“鬼影”，所以使用吋一般會連接一個電位器來調整對比度。笫4腳：rs為寄存器選擇，當輸ili為

28、高也平時，rs選擇數(shù)據(jù)寄存器；當輸出為低屯平吋，rs 選擇指令寄存器。與單片機p2. 7連接。第5腳：r/w為讀寫信號線，當rs和r/w都為低電吋，可寫入指令或蕎顯示地址；當rs和 r/w都為高電t吋，可讀忙信號。當rs與r/w其巾一個為高電平，一個為低電平吋，可寫入數(shù)據(jù) 與單片機p2. 6連接。第6腳：e端是使能端，低電平時執(zhí)行命令。與單八機p2. 5連接。第7-14腳：db0-db7。與單片機p0. 0p0. 7連接。第15腳：bla接+5v電源。第16腳：blk為接地端。2.6按鍵電路岀于對無線表決器fl(m1操作功能的考慮，我最后決定川三個按鍵來實現(xiàn)功能，分別足sl、s2和 s3。三個

29、按鍵分別代表著各自不同的意義。當s1閉合的時候，1602液晶顯示辟上會顯示yes，代表 投票的結果是贊當s2 w合的時候，屏幕上會顯示*,代表投票的結果是棄權；當s3 w合的時候， 1602上則會顯示n0,那代表投票的結果是反對。當然，每次投票進行吋，從機上的按鍵鍵，在同一時間只能按下一個。如果w個或三個按鍵m時按f,則表示這次投票無效，lcd 1602液晶上不會顯 示任何結果。圖2-8按鍵電路2.7電源模塊的設計在木設計中，由于整個系統(tǒng)中除了無線模塊模塊需要的電壓為3.3v,.其他模塊均為5v，所以, 在接入電源處，直接引入5v直流穩(wěn)壓電源，人人簡化了電路的設計。如圖2-9可以看出，該系統(tǒng)足

30、主機上的電源電路，由j3開關電源接1_1 5v-1a,二極管d1,白鎖 開關si, c2、c3、c4三個電容，發(fā)光二極管d2和電肌k1組成。其實，二極管dim有（1）單向導 通特性,防止反接，可以保護電源。（2） 0.7v管降壓,如果電源電壓大于5v,可以將電壓降到5v, 以方便液晶和單片機。發(fā)光二極管d2,在這個電路中的起到一個電源指示燈的作用。而r1在這里 則足限流電肌，為了防ii:電路屮的電流過人。c2、c3、c4三個電界的作川足相同的，都足川來穩(wěn)壓, 濾波。同時還科蓄電，充電和放電的功能。如閣2-10是由一個電源接口和一個電容組成的從機電源屯路，從機的電源是從主機上連接過來 的，這里的

31、電界的作用跟主機上的相同。電源電路的綜介功能就足給整個運行電路提供電源。j32 1路議lk圖2-9卞機電源電路21con2+5vj1c2104圖2-10從機電源電路2.8輔助電源的設計2.8.1x1117 簡介xi117是一個低漏失電壓調整器，它是由一個pnp驅動的npn管組成的，數(shù)據(jù)乎冊上給的漏火 電壓定義為:vdr0p = vbe+ vsato為了確保x1117的穩(wěn)定性，輸出至少需要連接一個22uf的鉭電 容。所以，該穩(wěn)壓電路滿足了這一合理要求。<圖2-11 xi117的管腳排列圖如圖2-11可以看到x1117的3個管腳的排列情況,分別為；gnd/adj、vout、vin.該穩(wěn)壓模塊

32、 的作川是將5v的輸入電壓轉化為3. 3v的輸出電壓。2.8.2x1117穩(wěn)壓電路的設計如圖2-12所示，該電路足由主要足由一個穩(wěn)壓芯片x1117, 個電解電界和一個無極性電界組 成。電解電容 c5 是 47mf=47*l(f6pf=4. 7*l(f7pf 而無極性電容 c6 是 10*l(t4pf=l*l(v5pf。在這個 電路中是電解電容和無極性電容并聯(lián)，是因為電路吋能會產(chǎn)生高頻十擾，而電解電容對電流的電阻 很人，所以，光用一個人的電解電界去信號干擾濾波的效果是不好的。而單獨使用一個無極性電界, 也是不可行的，因為無極性電容的容fi比較小。所以呢，就要把兩種電容并聯(lián)起來，取氏補蛻，增 強電

33、路對高頻t擾的吸收能力，使電路的電壓平穩(wěn)，增加電路的安全性。vccu11117-3333vqoo147xjf 104圖2-12穩(wěn)壓電路2.9本章小結介:木章中，對系統(tǒng)整體方案的對比與選擇、主控芯片及各個模塊的選擇、各個模塊電路的分析 等方瓸做了詳細的介紹，從各個方面詳細解釋了其各自的優(yōu)缺點，從而得出一個性價比最高的設計 方案，同吋也詳細介紹了本設計中各個模塊的電路原理閹，解釋了電路原理閣中各個元器件的作用 及選材原w。第三章系統(tǒng)軟件設計3.1主機流程圖該系統(tǒng)的軟件部分主要包拈lcd1602液晶、nrf24l01無線模塊、stc89c52單片機等，因 此主要流程圖如圖3-1所示。圖3-1主機流程

34、圖接通電源后，先液晶1602初始化，然后無線模塊初始化，通過從機無線模塊的發(fā)送和主機無線 模塊的接收，進行無線數(shù)裾的讀取。如果柯表決操作，那么在液晶1602上顯示對應的表決結果，如 果沒冇的話，重新進行無線數(shù)據(jù)的讀取。3.2從機流程圖該系統(tǒng)的軟件部分主要包括nrf24l01無線模塊、按鍵掃描、按鍵操作和單片機等，因此主要 流程圖如圖3-2所示。接通電源后，無線模塊初始化，按鍵進行掃描（之f按鍵掃描一h持續(xù)不斷 的進行），然后無線模塊nrf24l01將川戶的表決結果發(fā)送到主機上。閣3-2從機流程閣3.3 nrf24l01無線模塊流程圖3.3.1無線發(fā)送模式流程圖第一步：單片機控制ce引腳在低電平

35、，使無線模塊進入待機模式。第二步：當單八機冇數(shù)據(jù)要發(fā)送時，接收節(jié)點地址（tx_addr）和冇效數(shù)裾（tx_pld）通 過sh接u寫入nrf24l01, tx_pld必須在csn為低吋連續(xù)寫入。發(fā)送端發(fā)送完數(shù)據(jù)后，將 通道0設置為接收模式來接收應答信號，其接收地址（rx_addr_po）與接收 端地址（tx一addr）綱。第三步：prim-rx=o, ce=1的時候，丌始進入發(fā)送模塊。ce置為高電平并保持®少iops。第四步：nrf24l01發(fā)送模式：無線系統(tǒng)上電、啟動內部時鐘、無線發(fā)送數(shù)裾打包、髙速發(fā)送 數(shù)據(jù)。第五步：數(shù)據(jù)發(fā)送完后，立即進入接收模式。苦在有效應答時間范圍內收到應答信號

36、，則認 為此次通信成功，tx_ds位置高并從tx_fifo中清除掉數(shù)據(jù)；苦沒冇接收到應答信號，則重新 發(fā)送數(shù)據(jù)，若自動重發(fā)計數(shù)器溢出，則max rt置商，保留tx fifo屮的數(shù)裾。當max rt或 tx_ds為尚電平時irq引腳產(chǎn)卞屮斷，irq屮斷通過寫狀態(tài)寄存器來復位。如果重發(fā)次數(shù)在達到 設定的最人重發(fā)次數(shù)吋還沒有收到應答信號的話，在max_rx屮斷清除之前不會重發(fā)數(shù)據(jù)包， 數(shù)據(jù)包丟失計數(shù)器（plos_cnt）在每次產(chǎn)生max_rt中斷后加一。第六步：若ce =0，則系統(tǒng)進入待機模式i,若ce=1,則系統(tǒng)會發(fā)送tx fifo寄存器中下 一包數(shù)據(jù)，如果tx_fifo寄存器為空且ce為高則系統(tǒng)

37、進入待機校式ii。閣3-3無線發(fā)送模式流程閣3.3.2無線接收模式流程圖第一步：單片機將ce引腳設置在低電平，使無線模塊進入待機模式i。 第二步：pwr-up=1, prim-rx=1, ce=1的時候，進入接收模式。 第三步：130 ps后無線模塊開始檢測空中信怠。第四步：接收到有效的數(shù)據(jù)包后（地址匹配、crc校驗正確），將數(shù)據(jù)存儲在rx_fifo中 同時rx_dr位置高，并產(chǎn)生中斷；第五.步：發(fā)送確認信號。第六步：單片機設置ce=o,進入待機模式i。第七步：讀出數(shù)據(jù)13。閣3-4無線接收模式流程閣3.4 1602液晶流程圖第一步：lcd初始化，單片機讀入數(shù)據(jù)。第二步：看lcd1602上的r

38、/w引腳是否為零。r/w為讀寫的信號線，它“0”的時候，是低電平 進行寫操作，進入下一步。r/w不為“0”也就是“1”的時候，是進行讀操作，返回重新讀入數(shù)據(jù)。第三步：看使能端e端是否冇效.e端從高電平變成低電平的時候，液晶模塊開始執(zhí)行命令。若 沒有效果的話，就返i叫重新讀入數(shù)裾。第四步：把lcd屏幕上的所奮東西全部都濟除掉。第五步：最后把數(shù)據(jù)顯示在lcd上，程序就結朿了115。開始結束圖3-5 1602液晶流程圖3.5按鍵掃描流程圖如閣3-6就是具體的按鍵掃描的設計流程閣。開始看按鍵1是否按下，如果是的話，就執(zhí)行按 鍵1的了程序。如果不是的話，看按鍵2是否按下，如果是的話，就執(zhí)行按鍵2的了程序

39、，。如果 不是的話，接著看按鍵3是否按下，如果是的話，就執(zhí)行按鍵3的子程序。按鍵查詢執(zhí)行按鍵1千程序執(zhí)行按鍵2千程序執(zhí)行按鍵3千程序圖3-6按鍵掃描設計流程圖3.6本章小結木章主要介紹無線表決器:16的軟件設計部分，對木系統(tǒng)的主機流程閣和從機流程閣、無線收發(fā) 流程圖液晶顯示流程圖以及按鍵流程圖做了詳細的解釋。它為我們整個軟件沒計過積提供了強人的 理論依據(jù)，為系統(tǒng)的總體功能的完成奠下基礎。第四章系統(tǒng)綜合測試4.1系統(tǒng)綜合測試思路在這次畢業(yè)沒計屮，遇到了很多麻煩。不論是軟件沒計方面的，還是硬件設計方面的，都或多 或少的出現(xiàn)了一些m題。不過，通過查閱書籍，洵m老師，請求m學的幫忙和自己的努力，最終都

40、 把問題給解決了。同時，在這個實踐的過程中，我也受益匪淺。使我在硬件方面和硬件方而，都有 了不同程度的提窈。每個硬件電路做好之后，都崙要對電路進行綜合測試，從而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的性能是不足達到了&己 預期的結果。首先要檢查單片機的工作電路是否正常，這就要檢測單片機的電源電壓，品振電路， 復位電路和是否.11:常了。接下來就要進行一個重耍的小測試，就是先用一些簡單的程序來檢測單片 機是否正常，這樣能保證單片機是真正的正常。然后再把甲業(yè)設計所需耍的程序燒進去。4.2硬件測試該畢業(yè)設計的硬件模塊可以分為:stc89c52單片機、5v1a電源電路、12mhz晶振時鐘、復位 電路、無線模塊、液晶1602

41、、按鍵電路這幾個模塊。第一少，先要檢杳下各個模塊的電路是否有短 路或者斷路的現(xiàn)象，特別是電源線和地線的焊接處。第二步，用萬用表來檢測。測試電路短路的 情況：用電筆測試兩個不相連的引腳，萬用表發(fā)出“嘀嘀”的蜂鳴器報警聲音，則說明這兩個引腳 可能短路了，反之則說明這部分電路是正確的。檢測電路斷路的情況：用電筆測試通路的兩個引 腳，萬用表發(fā)出“嘀嘀”的蜂蜜器報警聲音；用電筆測試不是通路的兩個引腳，萬用表未發(fā)岀“嘀 嘀”的聲音。以上兩種情況，都表明電路是正確的。反之，就說明引腳虛焊了。4.3軟件測試迕確認硬件測試沒冇故障的情況下，給模塊上電。先將keil軟件編譯成功的程序燒到單）i機里 面，記住文件名

42、是以“.hex”結尾的。當接上電的時候，指示燈是亮的，這說明該設計的供電是正 常的。按下各個從機上的按鍵:按下從機上的贊成鍵，看看lcd顯示屏上是否會出現(xiàn)“yes” ；按下從 機上的否決鍵，看看lcd妞示屏上是否會岀現(xiàn)“n0” ；按下從機上的棄權鍵，看看lcd顯示屏上是 否會出現(xiàn)“*”。若出現(xiàn)相應的數(shù)值，則說明各個模塊的程序是.11:確的；苦沒冇出現(xiàn)相應的數(shù)值， 則說明柯的模塊稈序出現(xiàn)錯誤了，再一一仔細的檢査。在測試的過程屮，我就出現(xiàn)過這樣的w題： 不能進行讀鍵了。不論我按下哪個鍵，顯示屏上都沒宥反應。我檢查了電路板、程序，都沒有發(fā)現(xiàn) 錯誤。后來，我們班一個高手幫我檢查了電路板上的各個元器件，

43、乂用了萬用表來檢測電路的短路， 斷路情況，也都沒冇發(fā)現(xiàn)問題。他只讀出一個鍵的時候，發(fā)現(xiàn)萬用表顯示的是低電平。原來， 我在初始時的賦值出了 14題。我把讀鍵i賦值成了低電平，就異致電路屮一直侃持了 一個低電平的 狀態(tài)，使讀鍵無法成功進行。敁盾，把該條語句重新賦值了下，就正常了。4.4本章小結迕木章中，詳細介紹了硬件調試的方法及軟件調試的方法，對在調試過程中所出現(xiàn)的問題，做 了詳細的說明及其解決方案，為以后獨立完成系統(tǒng)打k基礎，留k經(jīng)驗。第五章結論5.1實物成果經(jīng)過兒個月的查閱、收集資料，思考和比較，最終設計出基本完成任務書的畢、ik設計實物。俏 是因為時間的倉促，所以該系統(tǒng)還有許多需要修改的地方

44、。實物圖如h圖5-1實物圖5.2設計總結該系統(tǒng)實現(xiàn)了多個一表決器一起表決的功能：1. 主機和從機都采用了 stc89c52單八機2. 主機和從機都采用nrf24l01模塊通信，通信頻率為2. 4ghz3. 主機能m時接受來自從機的投票結果.4. lcd1602液晶_記示統(tǒng)計反對，同意，棄權的投票結果，并且顯示相應選項按下的次數(shù)。5. 從機屮有三個按鍵,分別是反對，同意,棄權.總的來說，這次畢業(yè)設計的選定還是成功的。stc89c52單片機的選擇也比較明智的，因為它不 僅實用性高，性價比也不錯。nrf24l01的選擇也是可以的，這個橋梁的作用還是相當好用的。經(jīng)過這次的畢業(yè)設計，我終于知道丫 “紙上

45、得來終覺淺，覺知此事要躬行”這句話的真諦了。 書木里面的知識和實際的操作，還是杏很人差別的，紙上談兵終究是不行的。里然在無線表決器的 設計過程中，不論足硬件制作還足軟件調試，都遇到了許多問題。似足，當把問題解決了之后，我發(fā)現(xiàn)自己對專、ik的的技能知識有了進-步的了解和掌握，也發(fā)現(xiàn)了一些書上，或者t吋學習的生活 照不容易察覺的細小m題。同時，我也學到了課堂上學不到的知識，就是遇到14題，要自己先想辦 法解決，然后再去尋找老師或者學的幫助，這樣紗能慢慢成長。我還學到了，吋在?；钪?，要 盡量進行實踐，把理論應川于實踐中，提高自己的動手能力，這樣冰能為未來做好準備。有句詁說 得好，機會都是留給有準備的

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