nrf24l01射频无线传输的温度检测系统设计(附件)【字数：9250】
摘 要本课题以“基于NRF24L01射频无线传输的温度检测系统设计”作为研究内容，设计了一种能够实时快速的周围空间进行温度检测的电子系统，并且检测数据可通过射频无线通信向远程手持端进行发射。设计内容主要分为软硬件两个层面，这其中在硬件电路设计方面，使用的是一种具有八位数据运算能力的STC89C51单片机，通过它来作为这种类型的无线温度检测控制系统的主控，在片外结合了LCD1602液晶显示屏、DS18B20温度传感器、有源蜂鸣器和NRF24L01射频无线模块等一系列高性能器件，通过高效的电路原理配置，构建了这款无线温度检测控制系统的硬件框架结构；在软件设计层面，本课题将该款无线温度检测控制系统的系统架构分为主程序和多个子程序模块，通过高效灵活的模块设计法，实现对该款无线温度检测控制系统的各个预期指标的构建。最终通过长时间的测试运行后，这款无线温度检测控制系统研发成果表现出了较强的灵活性，大批量的测试结果表明各项功能指标完全符合预期要求。
目录
一、 引言 1
（一） 无线温度检测系统的发展背景 1
（二） 无线温度检测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 无线温度检测系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） DS18B20型温度传感器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） NRF24L01无线模块简介 5
三、 终端部分硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 环境温度采集电路设计 8
（三） 温度无线发射电路设计 8
四、 手持端部分硬件电路设计 10
（一） 最小系统电路设计 10
（二） 蜂鸣器报警电路设计 10
（三） LCD1602显示电路设计 10
（四） 温度无线接收电路设计 11
五、 系统软件设计 12
（一） 无线温度检测系统的主程序流程设计 12
（二） 液晶驱动子程序流程设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2
（三） 温度采集子程序设计 13
（四） 报警声输出子程序流程设计 15
（五） 射频无线通信子程序设计 15
六、 实物制作与安装 17
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 25
附录三 程序 27
引言
无线温度检测系统的发展背景
所谓的无线温度检测控制系统，在如今技术水平背景下，其实现方法主要是通过单片机等微处理器担任主控核心来完成的，在当今市场上有各种各样类型的无线温度检测系统产品，遵循各类使用场景和性能级别，它的目标和工作精度分成多个类型，然而最为核心的功能几乎都是大同小异。通过对多种成熟设计方案的研究与调查可以发现，在无线温度检测系统多年的发展历程中，出现过许多性能卓越的出色之作，在不同的历史时期，通过不同方案实现的无线温度检测系统发挥出了巨大的光辉色彩，设计者通过持续的优化和改进之后将其推向市面之后，得到了用户的广泛青睐。无线温度检测控制系统的发展离不开多种技术的共同促进，其中微处理器研发与控制技术、传感器研发技术、大规模电路集成技术以及编程技术是最为核心的技术。所谓的大规模集成电路技术是一种能够将电阻、电容、二极管和三极管等基本元器件集成在硅片上的技术，这里所谓的基础器件和我们常用的那种不同，这种元件的体积非常小，只能够通过显微镜观察到，在指甲大小的一片硅片上能够集成成千上万个模块，通过线路的连接，它可以发挥出非常复杂的功能，这即是我们常用的集成芯片，在无线温度检测控制系统中大量使用这种技术后，使其外形电路体积不断缩小，与此同时电路工作的稳定性也提升了很多。微处理器最初只能处理四位数据，凭着设计者对微处理器性能的重视，经过多年的发展进步，微型控制器历经了八位机、十六位机和32位机，现在性能最高的微型控制器主要以三十二位机为主，单单从其内部的CPU性能上来说，在固定时间对数据的运算量来说，相对于最为经典的八位机来说，直接就提升了四倍，而指令周期的改进和优化，使指令的平均执行时间提升了数十倍，各角度各种各样不同类型的优化项，最后使得无线温度检测系统的性能在近几年来获得了巨大的效果。本论文将考虑到无线温度检测控制系统的设计经费、电量消耗和功效等根本因素，尽量选用最合适本论文的微型控制器以及模块电路，构造出一种满足初期性能指标需求的无线温度检测控制系统。
无线温度检测系统的国内外发展现状
国内对于无线温度检测系统的研究重点主要放在了提升精度和回应速度等性能指标，尽管无线温度检测系统的主要功能都已经实现，但指标还处于中等水平，所以多数研发机构不得不着眼于采用更高性能的硬件模块，以此在根本上解决数据传输的精度和干扰等问题。国外对于无线温度检测系统的研究在暂时的领先地位，功能指标和使用性能都已经取得了长足的进步，而如今重点的研究方向是实现对无线温度检测系统的高度集成化，使全部无线温度检测控制系统硬件都能够被集成在一片专用芯片中，实现更大程度的推广。
本文主要研究内容
本论文以无线温度检测系统作为研究对象，通过对他各项初期功能需求的推敲，确立了STC89C51单片机的主控地位，下面需要对该款无线温度检测控制系统的硬件电路系统以及软件结构的配置，为了能够更加合理的对每一项指标功能进行设计，本课题需要对如下内容进行设计：
1、能够实现高清晰的显示效果，通过单片机的控制控制，实现快速的显示内容更新；
2、实现温度数据的高精度获取，能够通过温度传感器的配合，实现温度值的快速获取；
3、配置有源蜂鸣器控制电路，能够通过STC89C51单片机实现蜂鸣器灵活的启动和停止；
4、设计NRF24L01射频无线通信模块硬件电路，采用SPI接口实现它与STC89C51单片机之间的数据通信，使得无线温度检测控制系统能够实现射频无线通信功能；
方案设计及元器件选择
目录
一、 引言 1
（一） 无线温度检测系统的发展背景 1
（二） 无线温度检测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 无线温度检测系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） DS18B20型温度传感器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） NRF24L01无线模块简介 5
三、 终端部分硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 环境温度采集电路设计 8
（三） 温度无线发射电路设计 8
四、 手持端部分硬件电路设计 10
（一） 最小系统电路设计 10
（二） 蜂鸣器报警电路设计 10
（三） LCD1602显示电路设计 10
（四） 温度无线接收电路设计 11
五、 系统软件设计 12
（一） 无线温度检测系统的主程序流程设计 12
（二） 液晶驱动子程序流程设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2
（三） 温度采集子程序设计 13
（四） 报警声输出子程序流程设计 15
（五） 射频无线通信子程序设计 15
六、 实物制作与安装 17
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 25
附录三 程序 27
引言
无线温度检测系统的发展背景
所谓的无线温度检测控制系统，在如今技术水平背景下，其实现方法主要是通过单片机等微处理器担任主控核心来完成的，在当今市场上有各种各样类型的无线温度检测系统产品，遵循各类使用场景和性能级别，它的目标和工作精度分成多个类型，然而最为核心的功能几乎都是大同小异。通过对多种成熟设计方案的研究与调查可以发现，在无线温度检测系统多年的发展历程中，出现过许多性能卓越的出色之作，在不同的历史时期，通过不同方案实现的无线温度检测系统发挥出了巨大的光辉色彩，设计者通过持续的优化和改进之后将其推向市面之后，得到了用户的广泛青睐。无线温度检测控制系统的发展离不开多种技术的共同促进，其中微处理器研发与控制技术、传感器研发技术、大规模电路集成技术以及编程技术是最为核心的技术。所谓的大规模集成电路技术是一种能够将电阻、电容、二极管和三极管等基本元器件集成在硅片上的技术，这里所谓的基础器件和我们常用的那种不同，这种元件的体积非常小，只能够通过显微镜观察到，在指甲大小的一片硅片上能够集成成千上万个模块，通过线路的连接，它可以发挥出非常复杂的功能，这即是我们常用的集成芯片，在无线温度检测控制系统中大量使用这种技术后，使其外形电路体积不断缩小，与此同时电路工作的稳定性也提升了很多。微处理器最初只能处理四位数据，凭着设计者对微处理器性能的重视，经过多年的发展进步，微型控制器历经了八位机、十六位机和32位机，现在性能最高的微型控制器主要以三十二位机为主，单单从其内部的CPU性能上来说，在固定时间对数据的运算量来说，相对于最为经典的八位机来说，直接就提升了四倍，而指令周期的改进和优化，使指令的平均执行时间提升了数十倍，各角度各种各样不同类型的优化项，最后使得无线温度检测系统的性能在近几年来获得了巨大的效果。本论文将考虑到无线温度检测控制系统的设计经费、电量消耗和功效等根本因素，尽量选用最合适本论文的微型控制器以及模块电路，构造出一种满足初期性能指标需求的无线温度检测控制系统。
无线温度检测系统的国内外发展现状
国内对于无线温度检测系统的研究重点主要放在了提升精度和回应速度等性能指标，尽管无线温度检测系统的主要功能都已经实现，但指标还处于中等水平，所以多数研发机构不得不着眼于采用更高性能的硬件模块，以此在根本上解决数据传输的精度和干扰等问题。国外对于无线温度检测系统的研究在暂时的领先地位，功能指标和使用性能都已经取得了长足的进步，而如今重点的研究方向是实现对无线温度检测系统的高度集成化，使全部无线温度检测控制系统硬件都能够被集成在一片专用芯片中，实现更大程度的推广。
本文主要研究内容
本论文以无线温度检测系统作为研究对象，通过对他各项初期功能需求的推敲，确立了STC89C51单片机的主控地位，下面需要对该款无线温度检测控制系统的硬件电路系统以及软件结构的配置，为了能够更加合理的对每一项指标功能进行设计，本课题需要对如下内容进行设计：
1、能够实现高清晰的显示效果，通过单片机的控制控制，实现快速的显示内容更新；
2、实现温度数据的高精度获取，能够通过温度传感器的配合，实现温度值的快速获取；
3、配置有源蜂鸣器控制电路，能够通过STC89C51单片机实现蜂鸣器灵活的启动和停止；
4、设计NRF24L01射频无线通信模块硬件电路，采用SPI接口实现它与STC89C51单片机之间的数据通信，使得无线温度检测控制系统能够实现射频无线通信功能；
方案设计及元器件选择
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