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51单片机+ISD1720语音+nRF24L01无线温度控制系统设计

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ID:74293 发表于 2017-12-7 23:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
基于无线温度控制系统硬件介绍：
0.png
   该设计采用51单片机STC89C52控制DS18B20实现的无线温度控制系统。通过简单的无线通信协议，实现可靠性与功耗平衡。该系统能实现对温度的测量，同时还可以进行温度的设定，是可以实现远程控制的无线温度控制系统。无线传输采用nRF24L01模块传输。
该硬件电路设计主要分为三部分：主机和从机以及语音模块。
具体如下：
从机：由温度传感器DS18B20,STC89C52单片机和nRF24L01无线射频模块，以及LCD1602液晶显示模块和驱动模块、继电器等组成。
主机：由STC89C52单片机，nRF24L01无线射频模块，LCD12864液晶模块、电源稳压等组成。
语音模块：主要基于ISD1720设计，外接扬声器。

无线温度控制原理图与pcb（包含主机从机和ISD1720语音模块）：
0.png 0.png 0.png

无线领域的总结，1、注意微机之间的通信，2、选择接受通道，3、设置工作通道频率
4、接收通道选择和发送通道相同有效数据宽度5、发射速率、功耗功能设置
6、CRC使能，16位CRC校验，上电，模式选择

单片机源程序如下（部分内容预览）:
  1. //软件调试第三个问题,ISD1720有二种工作模式，SPI模式，也就是用单片机直接控制，
  2. //独立按键模式，直接用其外围按键控制，刚做好硬件发现独立按键模式工作不正常，
  3. //所以选择SPI模式。对ISD1720定点录好音后发现并不能实现连续放音，刚开始考虑到
  4. //可能是指令发送后1720没有足够的时间完成就收到了第二条指令才导致放音不连续，
  5. //于是考虑用延时，延时后发现可以把定点录的音都播放出来，但是各段语音之间有停顿
  6. //不能实现无缝播放，语音听起来很生硬，于是继续查看芯片数据手册，对这一点并没有介绍，
  7. //于是上网查SPI1720调试心得，发现ISD1720内部有先进先出数据缓冲器，FIFO是英文First
  8. //In First Out 的缩写，是一种先进先出的数据缓存器，这是一种传统的按序执行方法，
  9. //先进入的指令先完成并引退，跟着才执行第二条指令，并且ISD1720状态寄存器第四位INT作用
  10. //是当一个操作完成后被置1，可被CLR_INT清除。当发送一次定点播放命令后，不断地读状态寄
  11. //存器，判断INT位是否为1，若不是继续读状态寄存器，再判读，当INT为1时，用CLR_INT清楚，
  12. //紧接着发送第二条定点播放指令，至此实现了定点语音的无缝播放
  13.            if(temperature ==tempwant )
  14.            {        
  15.                 TxBuf[1] =0x07;//当温度相同时，自动发送停止降温或加热指令
  16.                     tf = 1 ;
  17.            }
  18.            if(tf ==1 )
  19.            {
  20.                    TX_Mode(TxBuf);
  21.                    delay_ms(20);
  22.                    TX_Mode(TxBuf);
  23.                    delay_ms(20);
  24.                    TX_Mode(TxBuf);//采用连发，为的是担心从机工作在发送模式，而接不到指令
  25.                    delay_ms(20);
  26.                     Check_ACK(1);              // 等待发送完毕，清除TX FIFO
  27.                         tf = 0 ;                                   //自动跳出发射状态
  28.                         delay_ms(100);
  29.                         RX_Mode();                                // 设置为接收模式
  30.        }        
  31. }
  32. //软件调试第二个问题，当调试NRF24L01通信时发现程序多次进入进入死循环，经查资料发现，
  33. //NRF24L01不能同时工作在发送接收二种状态，因为它是半双工通信。虽然可以收也可以发，
  34. //但是收的时候不能发，发的时候不能收，这种通信方式可以实现双向的通信，但不能在
  35. //两个方向上同时进行，必须轮流交替地进行。也就是说，通信信道的每一段都可以是发送端，
  36. //也可以是接收端。但同一时刻里，信息只能有一个传输方向。
  37. /**************************************************
  38. 函数：main()

  40. 描述：
  41.     主函数
  42. /**************************************************/
  43. void main(void)
  44. {
  45.         init();//初始化液晶
  46.         pitcure(table_t);//开机图片
  47.         delay(1000);
  48.         SID_Init();//ISD1720初始化
  49.         delay(500);
  50.         ISD_set_play(0X7E,0X00,0X9E,0X00);//播放开机音乐
  51.         ISD_set_play(0X6D,0X00,0X6D,0X00);
  52.         //软件调试第四个问题:开机音乐不能实现正常播放，当下载程序的时候，
  53.         //开机音乐正常播放，断电后再接通，开机音乐不播放，其中有一个细节性的问题，
  54.         //就是下载程序时ISD1720有足够的时间初始化，由于再录音的时候使用了定点删除，
  55.         //导致录音没有遵从1720内部环形存储体系，导致1720自检需要很长的时间，
  56.         //改进办法：当接通电源后，在1720开机音乐定点播放命令前面放入开机图片，
  57.         //以此代替延时，使1720初始化完全后再给其发送开机音乐定点播放命令。
  58.         write_com(0x01);//清屏
  59.         init_io();                              // NRF24L01初始化IO
  60.         TX_Mode();                              // 设置为发射模式
  61.         RX_Mode();
  62.         while(1)
  63.         {
  64.             display();
  65.                 display_state();
  66.                 key();           // 按键扫描
  67.         if(tf ==0 )
  68.                 {
  69.                 sta = SPI_Read(STATUS);          // 读状态寄存器
  70.                                       //if(RX_DR)        判断是否接受到数据
  71.                   SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD, RxBuf, TX_PLOAD_WIDTH);  
  72.                                               // 从RX FIFO读出数据
  73.                 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + STATUS, sta);  //接收到数据后RX_DR,TX_DS,MAX_PT都置高为1，通过写1来清楚中断标志
  74.                  }
  75.         }
  76. }
复制代码

函数：FS()
软件调试第二个问题，当调试NRF24L01时发现程序多次进入进入死循环，它是半双工通信。虽然可以收也可以发，但是收的时候不能发，发的时候不能收，这种通信方式可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行，必须轮流交替地进行。也就是说，通信信道的每一段都可以是发送端，也可以是接收端。但同一时刻里，信息只能有一个传输方向。在此设置

主机软件
② 源程序
无线温度控制主机程序，包括三大模块，12864，NRF24L01，ISD1720，此程序在调试时出现三大难题，一：NRF24L01是单收单发行器件，不能同时工作在既发射有接收状态，为此必须做以下调整，主机：一直工作在接受状态，当有按键被按下时进入发射状态，同时停止接受，当发射结束后，自动跳出，进入接受状态；

从机：用标志位循环工作在发射接受状态，当发射结束后，自动定义标志位使其进入接受状态，然后再跳出接收状态，进入发射状态，如此循环。二：在isd1720定点播放时要想实现无缝连接需要读状态寄存器，判断ISD1720返回的信号是否上一个指令已经完成，每次定点录音后1720会自动在语音结尾加EOM标志，所以录音时不应全部录完然后再查找所需要的语音，应单个录音，三：应调试发现ISD1720反应比较慢所以要想实现开机音乐必须在主程序中加3秒延时，使语音芯片有足够的时间初始化，等待SPI指令的到来。
经验及教训：1、学习一个新型原器件时应该反复琢磨芯片使用说明书，查看别人的学习新的体会，2、其中重要的是状态寄存器和微机之间的通信，3、单片机高电平时输出电流小于10个ma,低电平时大概为30~40MA，NRF24L01正常工作单片机输出电流应小于10个MA，否则容易烧毁模块，一般采用2K电阻限流。待续

软件介绍：
无线温度控制主机程序，包括三大模块，12864，NRF24L01，ISD1720。此程序在调试时出现三大难题。
1、NRF24L01是单收单发行器件，不能同时工作在既发射有接收状态。为此必须做以下调整主机，一直工作在接受状态。当有按键被按下时进入发射状态，同时停止接受，当发射结束后，自动跳出，进入接受状态。从机用标志位循环工作在发射接受状态，当发射结束后，自动定义标志位使其进入接受状态，然后再跳出接收状态，进入发射状态，如此循环。
2、在isd1720定点播放时要想实现无缝连接需要读状态寄存器，判断ISD1720返回的信号是否上一个指令已经完成，每次定点录音后1720会自动在语音结尾加EOM标志，所以录音时不应全部录完然后再查找所需要的语音，应单个录音。
3、应调试发现ISD1720反应比较慢所以要想实现开机音乐必须在主程序中加3秒延时，使语音芯片有足够的时间初始化，等待SPI指令的到来。

0.png
附件内容包括：
无线温度控制系统完整硬件设计原理图和PCB源文件（包括主机和从机以及语音模块）；
C语言源代码（有详细的中文注释）；
材料清单；

所有资料51hei提供下载:
基于51单片机无线温度控制系统完整项目设计开源.zip (1.37 MB, 下载次数: 124)


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灼羊 + 8 很给力！
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沙发
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ID:1069354 发表于 2023-4-6 12:13 | 显示全部楼层
东西挺齐全，挺
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