【正文】 本時序單元的組合來實現(xiàn)。 （3）DS18B20的工作時序：由于DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數據線實現(xiàn)數據的雙向傳輸，而對STC89C52RC單片機來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數據，因此，對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數據，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。 控制芯片STC89C52RC 由于該款單片機應用廣泛，這里僅作簡介以及該設計所需功能方面的敘述，其余不再贅述。 芯片介紹STC89C52是STC公司生產的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經典的MCS51內核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內置4KBEEPROM，MAX810復位電路，3個16位定時器/計數器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結構（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結構），全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。 工作原理及功能實現(xiàn) 本設計選擇STC89C52作為主控芯片。該芯片有以下特性： （1）增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。 （2）工作電壓：～（5V單片機）/～（3V單片機）。 （3）工作頻率范圍：0～40MHz，相當于普通8051的0～80MHz，實際工作頻率可達48MHz。 （4）用戶應用程序空間為8K字節(jié)。 （5）片上集成512字節(jié)RAM。 （6）通用I/O口（32個），復位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。 （7）ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數秒即可完成一片。 （8）具有EEPROM功能。 （9）具有看門狗功能。 （10）共3個16位定時器/計數器。即定時器T0、TT2。 （11）外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 （12）通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART。 （13）工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級）/0～75℃（商業(yè)級）。 （14）PDIP封裝。 設計單片機功能應用原理如下：模塊1通過單片機讀取由DS18B20采集的溫度，然后經過數制轉換存儲顯示等處理后，再驅動無線傳輸模塊NRF905將溫度數據發(fā)送出去。原理圖如下： 圖3 STC89S52主控芯片 顯示模塊 顯示模塊及選擇 我們必須對顯示器件進行選擇，基于設計要求，很容易得到三個方案：一是直接用4位LED數碼顯示管；二是采用LED顯示屏。三是LCD顯示屏。三者各有以下特點： （1）數碼管優(yōu)缺點：1）結構簡單，外圍驅動電路簡單。2）驅動程序簡單。3）價格便宜。4）顯示位數有限，且不能顯示字符。 （2）LED顯示屏優(yōu)缺點：1)價格適中。2）集成度較高，驅動電路簡單。3）能顯示較多字符。4）驅動程序較為簡單。5）視頻顯示質量一般，反應速度一般。 （3）LCD顯示屏優(yōu)缺點：1）分辨率高，視頻效果好。2）能顯示大量字符，集成度最高。3）價格貴。4）驅動電路簡單，驅動程序較為復雜。綜上所述，再結合本設計實際需求（顯示要求低，設計經費有限），故選擇4位數碼管作為顯示設備。 功能實現(xiàn) 本設計用單片機P2口控制位選，用P0口控制碼段。具體電路如下： 圖4 位選驅動電路 圖5 數碼管接口電路 無線收發(fā)模塊 NRF905介紹nRF905是挪威Nordic VLSI公司的產品， ～，32引腳QFN封裝(55mm)，工作于433/868/915MHz三個ISM(工業(yè)、科學和醫(yī)學)頻道。nRF905適用于無線數據通信[3]、無線報警及安全系統(tǒng)、無線鎖、無線監(jiān)測、家庭自動化和玩具等諸多領域。 nRF905 是一塊集成度較高的無線數據收發(fā)芯片，片內包含電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率放大器等模塊，可實現(xiàn)自動處理字頭、CRC 循環(huán)冗余碼校驗和曼徹斯特編碼/解碼等功能，使用非常方便。 作為從機工作時，nRF905 與主機進行數據傳遞主通過 SPI[4]接口進行的。SPI(Serial Perpheral Interface)是一種串行同步通信協(xié)議，由一個主設備和一個或多個從設備組成，主設備啟動一個與從設備的同步通訊，從而完成數據的交換。 SPI 接口由 MISO(主入從出)、MOSI(主出從入)、SCK（串行移位時鐘）、CSN（從使能信號）四種信號構成：CSN 決定唯一從設備與主設備進行讀寫操作的開始信號，如果沒有 CSN，主機僅能與一個從機進行通訊；主設備通過產生 SCK（移位時鐘來）發(fā)起通訊；通訊時，數據在時鐘上升沿由 MISO 輸出，在緊接著的下降沿由 MOSI 輸入，這樣經過 8/16 次時鐘的改變，完成 8 位數據的傳輸。 SPI 接口可以進行多種形式的操作，主要包括讀寫射頻配置、讀寫收、發(fā)地址和數據等，為了區(qū)分 SPI端口對 nRF905 進行不同的操作形式，nRF905 設置了 7 種不同指令。當 CSN 為低電平時，SPI 端口開始等待一條指令，在指令的引導下，可以對 nRF905 進行不同的操作，滿足主機的需要。為了使系統(tǒng)充分利用能量，nRF905 設定了兩種工作模式和兩種節(jié)能模式，分別由 TRX_CE、TX_EN 和PWR_UP 三個引腳決定。管腳及功能如下表1： 管腳管腳名稱管腳功能說明1TRX_CE數字輸入芯片發(fā)射或接收使能2PWR_UP數字輸入芯片上電3uPLCK時鐘輸出由晶振分頻出來的時鐘4VDD電源+5VSS電源地6CD數字輸出載波檢測7AM數字輸出地址匹配8DR數字輸出接收或發(fā)射完成9VSS電源地10MISOSPISPI輸出11MOSISPISPI輸入12SCKSPISPI時鐘13CSNSPISPI使能14XC1模擬輸入晶振1腳15XC2模擬輸出晶振2腳16VSS電源地17VDD電源+18VSS電源地19VDD_PA電源輸出20ANT1射頻輸入天線1腳21ANT2射頻輸出天線2腳22VSS電源地23IREF模擬輸入參考電流24VSS電源地25VDD電源+26VSS電源地27VSS電源地28VSS電源地29VSS電源地30VSS電源地31DVDD_1V2電源耦合的低壓數字電源輸出32TX_EN數字輸入=1為TX模式，=0為TR模式 表1 NRF905工作模式 NRF905采用Nordic公司的VLSIShockBurst技術。ShockBurst技術使NRF905能夠提供高速的數據傳輸，而不需要昂貴的高速MCU來進行數據處理/時鐘覆蓋。通過將與RF協(xié)議有關的高速信號處理放到芯內，NRF905提供給應用的微控制器一個SPI接口，速率由微控制器己設定的接口速度決定。NRF905通過ShockBurst工作模式在RF以最大速率進行連接時降低數字應用部分的速度來降低在應用中的平均電流消耗。在ShockBurstRX模式中，地址匹配AM和數據準備就緒DR信號通知MCU一個有效的地址和數據包已經各接收完成。在ShockBurst TX模式中，NRF905動產生前導和CRC校驗，數據準備就緒DR信號通知MCU數據傳輸完成?？傊@意味著降低MCU的存儲器需求也就是說降低MCU成本，又同時縮短軟件開發(fā)時間。NRF905模塊的管腳與表1類似，這里不再贅述。NRF905工作模式如表2：表2PWR_UPTRX_CETX_EN工作模式0XX掉電和SPI編程10XStandby和SPI編程110ShockBurst RX111ShockBurst TX (1)典型ShockBurstTX模式 MCU有遙控數據節(jié)點時，接收節(jié)點的地址TXaddress和有效數據TXpayload通過SPI接口傳送給NRF905應用協(xié)議或MCU設置接口速度；MCU設置TRX_CE、TX_EN為高來活NRF905ShockBurst傳輸；NRF905 ShockBurst：無線系統(tǒng)動上電、數據包完成（加前導和CRC校驗）、數據包發(fā)送（100kbps，GFSK，曼切斯特編碼），如果AUTO_RETRAN被設置為高NRF905將連續(xù)地發(fā)送數據包直到TRX_CE被設置為低；當TRX_CE被設置為低時，NRF905結束數據傳輸并動進入Standby模式。 (2)典型ShockBurstRX模式 通過設置TRX_CE高，TX_EN低來選擇ShockBurst模式；650us以后，NRF905測空中的信息；當NRF905發(fā)現(xiàn)和接收頻率相同的載波時，載波檢測CD被置高；當NRF905接收到有效的地址時，地址匹配AM被置高；當NRF905接收到有效的數據包（CRC校驗正確）時，NRF905去掉前導、地址和CRC位，數據準備就緒（DR）被置高；MCU設置TRX_CE低，進入Standby模式低電流模式；MCU可以以合適的速率通過SPI接口讀出有效數據；當所有的有效數據被讀出后，NRF905將AM和DR置低；NRF905將準備進入ShockBurstRX、ShockBurstTX或Powerdown模式。 (3)掉電模式 在掉電模式中，NRF905被止，電流消耗最小。當進入這種模式時，NRF905是不活動的狀態(tài)。這時候平均電流消耗最小，電池使用壽命最長。在掉電模式中，配置字的內容保持不變。 (4)Standby模式 Standby模式在保持電流消耗最小的同時保證最短的ShockBurstRX、ShockBurstTX的啟動時間。當進入這種模式時，一部分晶體振蕩器是活動的。電流消耗取決于晶體振蕩器頻率，如：當頻率為4MHZ時，IDD=12uA；當頻率為20MHZ時，IDD=46uA。如果uPCLK（Pin3）被使能，電流消耗將增加。并且取決于負載電容和頻率。在此模式中，配置字的內容保持不變。 (5)器件配置 NRF905的所有配置都通過SPI接口進行。SPI接口由5個寄存器組成，一條SPI指令用來決定進行什么操作。SPI接口只有在掉電模式和Standby模式是激活的。狀態(tài)寄存器（StatusRegister）：寄存器包含數據就緒DR和地址匹配AM狀態(tài)。RF配置寄存器（RFConfigurationRegister）：寄存器包含收發(fā)器的頻率、輸出功率等配置信息。發(fā)送地址（TXAddress）：寄存器包含目標器件地址，字節(jié)長度由配置寄存器設置。發(fā)送有效數據（TXPayload）：寄存器包含發(fā)送有效ShockBurst數據包數據，字節(jié)長度由配置寄存器設置。接收有效數據（TXPayload）：寄存器包含接收到的有效ShockBurst數據包數據，字節(jié)長度由配置寄存器設置。在寄存器中的有效數據由數