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1、河南工业职业技术学院机电工程系毕业设计（论文）毕业设计（论文）题 目 无线多点报警系统 摘要本设计基于80c51单片机对12864液晶屏的控制，及80c51单片机对nRF905无线收发模块的控制，和漫反射式光电传感器的用法，本设计将对80c51单片机、nRF905无线收发模块及漫反射式光电传感器进行介绍，建立了相应的电路图，并对电路图进行分析，然后注有详细的程序，并对程序进行详细的分析，从而对80c51单片机、12864液晶屏、E18漫反射式光电开关、nRF905无线收发模块有进一步认识和了解。关键词:80c51单片机、漫反射式光电开关、12864液晶屏、nRF905无线收发模块目录第一章 元
2、器件说明11.1 元器件说明11.1.1 80C51单片机11.1.2 12864液晶11.1.3 nRF905无线收发模块11.1.4 E18-D50NK光电开关11.2 引脚说明11.2.1 80C51单片机引脚介绍11.2.2 12864液晶31.2.3 nRF905无线收发模块41.2.4 E18-D50NK光电开关41.3 相关参数51.3.1 12864液晶相关参数51.3.2 nRF905无线收发模块相关参数51.3.3 E18-D50NK光电开关5第二章 电路图设计62.1单片机62.1.1 8051单片机复位电路62.1.2 8051单片机外部晶振电路62.2检测及发射电路图
3、设计72.2.1电路图设计72.2.2电路图介绍72.3 接收及显示电路图设计72.3.2电路图介绍8第三章 程序设计93.1中断介绍93.1.1实现中断响应和中断返回93.1.2实现优先权排队93.1.3中断的使用103.2 12864应用说明103.3 nRF905时序说明113.3.1发送流程113.3.2接收流程123.3.3节能模式123.3.4器件配置123.3.5 SPI接口配置133.4 检测及发送信号程序133.5 接收及显示信号程序18第四章 总结26第五章 致谢27参考文献28IV第一章 元器件说明1.1 元器件说明1.1.1 80C51单片机80C51单片机是指MCS-
4、51系列单片机中的一款，它内部有4KB掩膜ROM,对于MCS-51系列单片机来说，其基本功能是完全兼容；8051单片机主要由如下功能部件组成，即 CPU（微处理器）、 数据存储器（RAM）、片内为128个字节（52子系列的为256个字节）、程序存储器（ROM/EPROM）、4个并行8位I/O口（P1口、P2口、P3口、P0口）、串行口、定时器/计数器、中断系统、特殊功能寄存器（SFR）。1.1.2 12864液晶12864液晶带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为12864, 内置8
5、192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示84行1616点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。1.1.3 nRF905无线收发模块nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率放大器等模块，曼彻斯特编码/解码由片内硬件完成，无需用户对数据进行曼彻斯特编码，因此使用非常方便。1.1.4 E18-
6、D50NK光电开关E18-D50NK光电开关这是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测距离可以根据要求进行调节1。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多场合。1.2 引脚说明1.2.1 80C51单片机引脚介绍所用单片机如图1-1所示，引脚功能如下介绍。图1-1单片机图 P0口：8为双向I/O口，占3239脚。其第一功能为通用的输入/输出口线；第二功能是在系统扩展时，P0口可作为8位数据总线和低8位地址总线，通过分时操作达到复用的目的。CPU在外部扩展操作时，P0口先用作地址总线，在ALE信号的作用下将地址锁存，
7、然后再将P0口转作数据总线使用。在做通用的输入/输出口使用时，P0口线的输出驱动电路是开漏的，所以，驱动集电极开路电路或漏极开路电路时需要外接上拉电阻。当作为地址/数据复用总线使用时，口线不是开漏的，无需外接上拉电阻。P0口线的每一位能驱动8个LSTTL负载。P1口：8位双向I/O口，占18脚。P1口一般做通用I/O口使用，用于完成8位数据的并行输入/输出。准双向口是指该口内设有上拉电阻，所以可以方便地由集电极开路电路或漏极开路所驱动，无需外接上拉电阻，其每一位口线能驱动4个LSTTL负载。P2口：8位双向I/O口，占2128脚。其第一功能为基本的输入/输出口线；第二功能是在系统扩展时作高8位
8、地址总线使用。同P1口，P2口的每一位口线能驱动4个LSTTL负载。P3口：8位双向I/O口，占1017脚。P3口是一个双功能端口，即P3口除可作为通用I/O口使用外，其每一条口线都具有第二功能，同P1口，P3口每一位口线能驱动4个LSTTL负载。其中P3口具有第二功能： P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）PSEN：（29脚）外部程序存储器读选
9、通信号，在单片机访问外部扩展程序存储器ROM时，PSEN作为外部扩展程序存储器读选通信号，定时输出脉冲。在单片机访问内部存储器时，PSEN无效。ALE/PROG（30脚）：地址锁存准许/片内EPROM编程脉冲输入信号。在单片机访问外存储器时，该引脚是地址锁存信号，用于锁存低8位地址。在ALE为高电时，P0口上的信息为低8位地址，在ALE的下降沿时将P0口上的低8位地址送锁存器所存起来。在ALE为低电平期间，P0口上的信息为志林或数据信息，从而实现低位地址与数据的分离。在单片机不访问片内存储器时，ALE引脚能按主振频率的1/6固定的输出正脉冲，此脉冲可以用作外部的时钟或定时脉冲使用。而当对单片机
10、内部的程序存储器编程时，此引脚为编程脉冲的输入端。RST/VPD:复位/备用电源，RST功能，复位信号输入端，VPD功能，在Vcc掉电情况下，接备用电源。ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲；ALE功能，用来锁存P0口送出的低8位地址；PROG功能，片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源；EA功能，内外ROM选择端；Vpp功能，片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。VCC ：芯片电源，接+5V，引入单片机工作电源。VSS ： 接地端；XTAL1、XTAL2 ： 晶体振荡电
11、路反相输入端和输出端。1.2.2 12864液晶VSS 0V 电源地 VCC 3.0+5V 电源正 V0 对比度（亮度）调整 RS(CS） H/L RS=“H”,表示DB7DB0为显示数据RS=“L”,表示DB7DB0为显示指令数据 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7DB0的数据被写到IR或DR E(SCLK) H/L 使能信号 DB0-DB7 H/L 三态数据线 PSB H/L H：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1） NC 空脚 RESET H/L 复位端，低电平有效（见注释2） VOUT - LCD驱
12、动电压输出端 BLA 背光源正端（+5V）（见注释3） BLK VSS 背光源负端（见注释3） 1.2.3 nRF905无线收发模块nRF905有14个管脚，管脚作用如下；vcc电源 电源 +3.3-3.6vDCTX_EN数字输入 TX_EN=1TX模式；TX_EN=0RX模式；TRX_CE数字输入 使能芯片发射或接收PWR_UP数字输入 芯片上电uCLK时钟输出 本模块该管脚不用CD数字输出 载波检测AM数字输出 地址匹配DR数字输出 接受或发送数据完成MISO SPI接口 SPI输出MOSI SPI接口 SPI输入SCK SPI时钟 SPI时钟CSN SPI使能 SPI使能GND 接地GN
13、D 接地1.2.4 E18-D50NK光电开关vcc：电源输入out：检测信号输出端gnd：接地1.3 相关参数1.3.1 12864液晶相关参数1、显示容量：128x64 2、芯片电压：3.3-5.5v3、模块最佳工作状态：5.0v4、与MCU接口：8位或4位并行/3位串行5、工作温度：-1060度1.3.2 nRF905无线收发模块相关参数1、工作电压范围：DC1.9VDC3.6V 2、采用GFSK调制，433Mhz开放ISM频段免许可证使用 3、170个频道，满足多点通讯和跳频通讯需求，实现组网通讯，TDMACDMAFDMA 4、内置硬件8/1 6位CRC校验，开发更简单，数据传输可靠稳
14、定 5、接收灵敏度达100dBm 6、收发模式切换时间 650us 7、最大发射功率10毫瓦，发射模式：最大电流30mA；接收模式：电流12.2mA 8、内置SPI接口，也可通过I/O口模拟SPI实现。最高SPI时钟可达10M 9、发射速率50 Kbps，外置433MHz天线，空旷通讯距离可达300米左右.11、低功耗，休眠电流2.5uA 1.3.3 E18-D50NK光电开关1、输出电流 DC/SCR/继电器 Control output：100mA/5V供电2、消耗电流 DC25mA3、响应时间 2ms4、指向角：15,有效距离3-50CM可调5、检测物体：透明或不透明体6、工作环境温度：
15、-25+557、标准检测物体：太阳光10000LX以下 白炽灯3000LX以下第二章 电路图设计2.1单片机2.1.1 8051单片机复位电路 图2-1-1复位电路按键复位是通过RST经过电阻与电源相连接或利用RC微分电路产生的正脉冲来实现按键复位的。且这个电路具备自动复位的功能。2.1.2 8051单片机外部晶振电路 图2-1-2时钟电路如图引脚XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，可以和芯片内部的振荡器构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟电路，这种方式称之为内部时钟源方式，电容器主要的作用是帮助振荡器起振，且电容器大小对振荡频率有微调作用，典型值C1=C2=30PF.2.2检测及发射电路图设计2.2.1电路图设计单片机
