简介：这是一套面向单片机爱好者、电子类专业学生与DIY玩家的温度采集与无线传输实践方案，基于51单片机搭配NRF905无线模块，解决短距离温度数据采集与无线收发的问题。压缩包共34个文件，约80KB，以C语言源码、头文件、Keil工程文件及编译产物为主，包含发射机与接收机两套程序，涉及DS18B20温度传感器与LCD1602显示驱动，另含hex烧录文件、lst列表文件与obj中间文件等，便于直接编译与下载验证。已有173人学习下载。读者可从中掌握温度采集、NRF905无线通信、LCD显示等模块的代码组织方式，对照电路理解元器件工作原理，并借助完整工程结构学习Keil环境下的编译配置与调试流程，适合具备一定电子技术与C语言基础的学习者参考。
1. 从一块“哑巴”板子说起：这套51单片机温度采集NRF905无线传输程序到底能干什么
如果你手头有两块51单片机开发板，一块插着DS18B20温度传感器，另一块接着NRF905无线模块，想让它们之间不用一根线就能把温度数据传过去——这套程序就是干这个的。它解决的是一个非常具体的场景：前端采集节点负责读温度，后端接收节点负责收数据并显示或上传，中间靠NRF905做无线透传。适合谁？适合正在做课程设计、毕业设计、或者工业现场小规模数据采集的开发者，尤其是那些不想碰复杂协议栈、只想用寄存器操作把无线链路跑通的人。NRF905这颗芯片虽然老，但胜在时序简单、不用握手协议、SPI直接读写，配合51单片机这种资源紧张的平台反而比一些新模块更好调。整套程序的核心就是三件事：DS18B20的1-Wire时序、NRF905的SPI配置与收发模式切换、以及主从节点之间的数据帧约定。把这三点吃透，你就能在一天之内让两块板子“隔空对话”。
2. 硬件链路与工程结构：先搞清楚数据从哪来到哪去
2.1 两个节点的角色划分与引脚连接
这套程序默认是“一主一从”的点对点结构。采集节点（从机）挂DS18B20，NRF905配置为发送模式；接收节点（主机）挂NRF905，配置为接收模式，通常还会接一个LCD1602或者串口打印。NRF905与51单片机的连接方式常见做法是SPI三线加控制线：SCK、MOSI、MISO接普通IO口模拟SPI，CSN、CE、PWR_UP、TX_EN、TRX_CE这些控制脚分别接到另外的IO上。DS18B20则单总线接一个IO，外加4.7k上拉电阻。供电方面注意NRF905是3.3V器件，如果51单片机是5V系统，SPI线上最好串电阻分压或者用电平转换，否则长期跑容易玄学丢包。
2.2 工程目录与文件职责
源码包一般会分成两个独立工程：一个TX_Node，一个RX_Node。每个工程里通常包含这些文件：
main.c：主循环，负责调度采集、发送、接收、显示nrf905.c / nrf905.h：NRF905的SPI读写、寄存器配置、收发模式切换ds18b20.c / ds18b20.h：1-Wire复位、写字节、读字节、温度转换lcd1602.c（接收端）：本地显示delay.c：微秒级延时，给1-Wire和SPI时序用uart.c（可选）：调试打印
这种拆分方式很“51”，没有RTOS，没有复杂的状态机，全靠主循环轮询加标志位。好处是逻辑直白，坏处是时序敏感的地方必须关中断或者用精确延时。
2.3 数据帧格式约定
NRF905一次最多传32字节，这套程序一般只用了前几个字节。常见帧结构是：1字节帧头（比如0xAA）、2字节温度整数、1字节温度小数、1字节校验和。接收端先判断帧头，再校验，最后解析。这个约定写在两个工程的nrf905.h里，改的时候两边必须同步改，否则收端会一直丢帧。
// nrf905.h 中常见的帧定义 #define FRAME_HEADER 0xAA #define FRAME_LEN 5 typedef struct { uint8_t header; int16_t temp_int; // 温度整数部分，带符号 uint8_t temp_dec; // 温度小数部分 uint8_t checksum; // 前4字节异或 } TempFrame_t;这里把温度拆成整数和小数两部分，是为了避免在51上做浮点运算。DS18B20原始数据是16位带符号数，低4位是小数，直接移位就能拿到整数和小数，比float省太多ROM和RAM。校验和用异或，计算快，能挡住大部分误码。
3. 核心模块拆解：DS18B20时序、NRF905配置与主循环调度
3.1 DS18B20温度读取：1-Wire时序不能有中断打扰
DS18B20的难点全在时序上。复位脉冲要拉低至少480us，然后释放，等待15-60us后检测存在脉冲。写时隙分写0和写1，写0拉低60us，写1拉低1-15us后释放。读时隙则是主机拉低1us后释放，在15us内采样。这些时间全靠delay_us撑着，所以读温度的时候最好关总中断，否则一个定时器中断进来就可能把时隙拉长，读出来就是85度——这是新手最常见的翻车点。
// ds18b20.c 中的复位与读写 uint8_t ds18b20_reset(void) { uint8_t presence; DS18B20_DQ = 0; delay_us(480); // 拉低至少480us DS18B20_DQ = 1; delay_us(60); // 等待15-60us presence = DS18B20_DQ; // 读存在脉冲，0表示存在 delay_us(420); // 补足整个时隙 return presence; } void ds18b20_write_byte(uint8_t dat) { uint8_t i; for (i = 0; i < 8; i++) { DS18B20_DQ = 0; delay_us(2); DS18B20_DQ = dat & 0x01; // 写1则释放，写0则继续拉低 delay_us(60); DS18B20_DQ = 1; dat >>= 1; } }delay_us的精度直接决定成败。如果用的是11.0592MHz晶振，一个机器周期约1.085us，空循环次数要算准。我一般会在delay.c里用_nop_()拼，而不是靠循环，这样不同优化等级下偏差小。读温度完整流程是：复位→跳过ROM→启动转换→延时750ms→复位→跳过ROM→读暂存器→取前两字节→换算。换算时注意低4位是小数，乘以0.0625就是实际小数部分，但为了不用浮点，可以直接查表或者用整数运算。
3.2 NRF905的SPI模拟与寄存器配置
NRF905的配置分两步：先写配置寄存器（频率、地址、功率、数据长度），再切换模式。SPI模拟的关键是CPOL=0、CPHA=0，即空闲低电平，上升沿采样。写寄存器时先拉低CSN，发命令字节（比如0x00写配置），然后发寄存器地址，再发数据，最后拉高CSN。读的时候类似，但命令字节是0x03。
// nrf905.c 中的SPI写字节与配置函数 void nrf905_spi_write(uint8_t dat) { uint8_t i; for (i = 0; i < 8; i++) { NRF_MOSI = dat & 0x80; dat <<= 1; NRF_SCK = 1; // 上升沿采样 delay_us(1); NRF_SCK = 0; delay_us(1); } } void nrf905_config(void) { NRF_CSN = 0; nrf905_spi_write(0x00); // 写配置命令 nrf905_spi_write(0x00); // 配置寄存器起始地址 nrf905_spi_write(0x4C); // 频率等参数，按实际频段改 nrf905_spi_write(0x0C); // 输出功率和地址宽度 nrf905_spi_write(0x44); // 接收地址低字节 nrf905_spi_write(0x20); // 接收地址高字节 nrf905_spi_write(0x20); // 发送地址，需与接收一致 nrf905_spi_write(0x20); // 数据长度，这里设为32字节 NRF_CSN = 1; }频率参数0x4C对应433MHz频段，具体值要查手册的频段表。地址宽度和地址值必须收发一致，否则收不到。数据长度设32字节，实际只用前5字节，剩下的补0。配置完后，发送端要拉高TX_EN、拉低TRX_CE进入发送模式；接收端拉低TX_EN、拉高TRX_CE进入接收模式。每次发送前拉低TRX_CE再拉高，产生一个脉冲启动发送，然后轮询DR（数据就绪）引脚或者延时等待。
3.3 主循环调度：采集、发送、接收、显示四件事怎么排
发送端主循环很简单：延时→读温度→组帧→NRF905发送→延时。接收端则是：轮询DR引脚→读数据→校验→解析→显示。这里有个细节：NRF905接收模式下，DR引脚变高表示收到数据，读完后DR会自动变低。如果轮询不到，检查TRX_CE和PWR_UP是否拉高，以及地址是否匹配。
// TX_Node main.c 主循环片段 while (1) { temp = ds18b20_read_temp(); // 读温度 frame.header = FRAME_HEADER; frame.temp_int = temp >> 4; // 整数部分 frame.temp_dec = temp & 0x0F; // 小数部分 frame.checksum = frame.header ^ (frame.temp_int >> 8) ^ (frame.temp_int & 0xFF) ^ frame.temp_dec; nrf905_send((uint8_t *)&frame, FRAME_LEN); delay_ms(1000); // 1秒发一次 }接收端在解析时，先判断header == 0xAA，再算校验和，都对才更新显示。如果校验错，直接丢弃，不要显示乱码。显示部分用LCD1602的话，注意温度整数可能是负数，要处理符号位。
4. 避坑与排查：调NRF905和DS18B20时最容易翻车的几个点
4.1 现象：读温度永远是85度
原因：DS18B20上电默认就是85度，说明转换命令没发出去或者时序被中断打断。解决：检查复位是否存在脉冲，检查写字节时是否关中断，检查延时是否够。用示波器看DQ线，正常应该有复位脉冲和存在脉冲。
4.2 现象：NRF905发送端DR一直不置高
原因：最常见的是SPI配置没写进去，或者TX_EN/TRX_CE时序不对。解决：先读回配置寄存器验证，再检查发送启动脉冲是否给了。另外注意NRF905的VCC和GND要接好，3.3V供电电流要够，有些开发板LDO带不动。
4.3 现象：接收端能收到但数据全是0xFF
原因：地址不匹配或者数据长度设错。解决：确认收发地址寄存器的值完全一致，数据长度寄存器两边都设成一样的值。如果用的是增强模式，还要检查是否开了CRC。
4.4 现象：通信距离很短，隔一堵墙就断
原因：天线没接好或者输出功率设太低。解决：NRF905必须接天线，弹簧天线也行，但一定要焊。输出功率寄存器可以调高，但注意功耗。另外电源去耦电容要加，100nF和10uF并联在VCC脚附近。
4.5 现象：两块板子单独跑都正常，一合起来就丢包
原因：两个节点的地电位不同或者电源噪声互相干扰。解决：共地，或者用电池分别供电。如果必须共电源，加磁珠或者电感隔离。软件上可以加应答重传，但NRF905本身不带ACK，需要自己在上层做。
5. 二次开发与改造：从点对点走向多点组网的一个实用技巧
这套程序默认是点对点，但实际项目里经常需要多个采集节点。NRF905本身支持地址过滤，你可以给每个采集节点分配不同的发送地址，接收端轮流切换接收地址来轮询。但更省事的做法是：所有节点用同一个接收地址，在数据帧里加一个字节的节点ID，接收端根据ID区分。这样接收端不用频繁改寄存器，软件上更好维护。
// 扩展帧结构，增加节点ID typedef struct { uint8_t header; uint8_t node_id; // 新增：节点编号 int16_t temp_int; uint8_t temp_dec; uint8_t checksum; } TempFrameEx_t;改的时候注意校验和要把node_id也算进去。接收端解析后，用一个数组按node_id存温度，再统一显示或上传。这个改动很小，但能让你的系统从“一对一”变成“多对一”，课程设计里直接多一个亮点。
另一个常见改造是加串口上传。接收端解析完温度后，通过UART发给电脑或者ESP8266之类的模块。51的串口配置很简单，定时器1做波特率发生器，SCON = 0x50，TMOD设好，TH1/TL1按波特率算。发的时候用printf重定向或者直接写SBUF。注意串口中断和NRF905轮询的优先级，别让串口中断把NRF905的时序打乱。
我自己的习惯是：每次改完帧结构或者地址，先在两块板子上用串口打印原始字节，确认收发一致再往下做显示。这个“后悔药”步骤能省掉大量猜谜时间。从那以后我每次调无线模块都强制走一遍“串口看原始数据”的流程，希望帮到你。
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