【正文】 共陰數(shù)碼管，溫度傳感器采用 DS18B20。正是基于此，本設計才采用 AT89C52作為核心控制器件。 電源接口： VCC供電電壓； GND接地。 P3 口， P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 ALE/PROG，當訪問外部存儲器時，地址鎖控制單片機 I/O口輸出的低位字節(jié)信號，微處理器 AT89C52 可以控制讓外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止。 /EA/VPP，在 AT89C52 訪問外部程序存儲器期間，不管是否有內部程序存儲器， /EA 都要保持低電平。常說的計數(shù)器其實和這里的定時器是同一個物理的電子元件，只不過區(qū)別在于計數(shù)器記錄的是單片機外部發(fā)生的事情 (接受的是外部脈沖 ),而定時器則是由單片機自身提供的一個非常穩(wěn)定的計數(shù)器，這個穩(wěn)定的計數(shù)器就是單片機上連接的晶振 部件， MCS51 單片機的晶振經過分頻之后能提供給單片機相應的穩(wěn)定脈沖，而且晶振的頻率非常準確，這樣就能保證單片機的計數(shù)脈沖之間的時間間隔同樣也非常準確。 89C52 單片機設計了兩個 8 位的特殊功能寄存器來控制定時器 /計數(shù)器的工作狀態(tài)，即 TMOD 和 TCON，它倆都在特殊功能寄存器區(qū)。其溫度檢測原理為單片機利用溫度傳感器檢測溫度，在數(shù)碼管上進行溫度顯示并實時上傳至上位 PC 機的數(shù)據(jù)處理軟件。 （ 1）、 復位電路 。 （ 2）、電源電路。 圖 4 ASM1117 穩(wěn)壓芯片 第 7 頁 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 是美國 DALLAS 公司生產的單總線數(shù)字溫度傳感器，從 DS18B20讀出或寫人信息僅需要一根口線，這是它的最大特點和優(yōu)勢。 C 范圍內精度為177。 DS18B20 雖然只與微處理器鏈接一條口線，但仍然可實現(xiàn)與微處理器的雙向通訊。這里需要注意， 掛在單總線上的器件稱為單總線器件，為了區(qū)分總線上的不同器件 ， 生產單總線器件時 ， 廠家都刻錄了一個 64 位的二進制 ROM代碼作為芯片的唯一序列號 ，但是由于本系統(tǒng)不考慮多點采集，所以本 設計中的DS18B20 不涉及編程系列號問題 。此外，其突出特點 是功耗非常低，輸出發(fā)射模式時電流只有 11mA，接收模式時的電流也只為 ，內建空閑模式與關機模式，便于節(jié)能。在無線模塊接收到數(shù)據(jù)時，將 CD、 AM 信號置高電平 ,在數(shù)據(jù)接收完后，將DR 端置為高電平，再將接收到的數(shù)據(jù)通過 SPI 接口 MISO 和 MOSI 口傳輸?shù)絾纹? 第 9 頁 機上。NRF24L01P+PA+LNA 無線模塊集成度極高，尺寸也只有 *，方便 嵌 入 于 任 何 空 間 緊 張 的 產 品 中 ， 而 在 本 系 統(tǒng) 中 通 過 SPI 口控制NRF24L01P+PA+LNA 無線模塊即可完成超遠距離無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的設計。 視覺暫留效應是指景物發(fā)出或反射的光，在人的視網膜上所形成的物像會在人的視覺中保留一段時間。若數(shù)碼管的位數(shù)不大 第 10 頁 于 8 位時，只需兩個 8 位 I／ O 口。 第 11 頁 2 下位機部分介紹 DS18B20 是整個系統(tǒng)的檢測元件，由于它采用一線總線技術，使采樣后的數(shù)據(jù)與單片機的傳輸變得簡單。 DS18B20 溫度采集模塊 DS18B20 簡介 前面已經介紹，該模塊 采用美國 DALLAS 公司推出的數(shù)字測溫芯片 DS18B20，它體積小，有多種封裝，具有獨特的單線接口。 圖 7 DS18B20 芯片封裝 引腳定義： 第 12 頁 (1)DQ 為單數(shù)據(jù)總線，是數(shù)字信號輸入 /輸出端； (2)GND 為電源地； (3)VDD 為外接 供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 DS18B20 用具有 16 位符號擴展的二進制數(shù)據(jù)補 碼讀數(shù)形式提供，以 176。 uint get_temp() //讀取寄存器中存儲的溫度數(shù)據(jù) { uchar a,b。 tempwritebyte(0xbe)。 第 14 頁 temp=8。 //乘以 10 表示小數(shù)點后面只取 1 位，加 是四舍五入 return temp。 LED 有段碼和位碼之分，所謂段碼就是讓 LED 顯示出“ 8.”的八位數(shù)據(jù)，一般情況下要通過一個譯碼電路，將輸入的 4位 2 進制數(shù)轉換為與 LED 顯示對應的 8 位段碼。多個數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示，是將所有數(shù)碼管的相同段并聯(lián)在一起，通過選通信號分時控制各個數(shù)碼管的公共端，循環(huán)點亮多個數(shù)碼管，并 利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象，只要掃描的頻率大于 50Hz，將看不到閃爍現(xiàn)象。 第 16 頁 圖 11 LED 動態(tài)顯示流程圖 相關顯示子程序如下。j) { i=t/100。 //在第 2 個數(shù)碼管上顯示，有小數(shù)點 i=t%100%10。通過 SPI 總線寫入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸高效可靠，并且具有自動應答和自動再發(fā)射功能。 CSN，芯片的片選線， CSN 為低電平芯片工作。 IRQ，中斷信號。 該模塊發(fā)送模式的工作流程如 13 所示。 CSN=1。 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x03)。 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07)。 圖 14 nRF24L01 接收流程圖 無線接收模塊相關程序如下。 inerDelay_us(130)。由于利用 API 函數(shù)編寫串行通信程序較為復雜，需要調用許多繁瑣的 API 函數(shù)，而 的相關通訊控件提供了標準的事件處理函數(shù)、事件和方法，用戶不必了解通 信過程中的底層操作和 API 函數(shù)，從而可以比較容易、高效地實現(xiàn)串口通信 [3]。 MCU 與數(shù)碼管、DS18B Nrf24l01 模塊和上位機都有通信的實現(xiàn)，都涉及數(shù)據(jù)的讀取或寫入。 PC 機和單片機的接口電平轉換芯片采用 MAX232C，接口電路圖如圖 15 所示。單片機控 制并檢測溫度，實時地通過 RS232 串口將溫度數(shù)據(jù)傳送給 PC機。再給兩端設定通信協(xié)議。 USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)是指：同步 /異步串行接收 /發(fā)送器， 第 24 頁 USART 是一個全雙工通用同步 /異步串行收發(fā)模塊，該接口是一個高度靈活的串行通信設備。 AT89C52 的 TXD 腳與 MAX3221 的 11 腳（ DIN）相連， AT89C52 的 RXD腳與 MAX3221 的 9 腳（ ROUT）相連；輸入 DIN 的信號轉換為 RS232 電平后，經 MAX3221 的 13 腳（ DOUT）輸出到 J5（ DB9）的 2 腳（ DB9 的 2 腳為串口的 RXD 腳），接口 J5（ DB9）的 3 第 25 頁 腳（串口的 TXD腳）與 MAX3221 的 8 腳（ RIN）相連，這樣的連接方式已將 AT89C52的輸出腳 TXD（本設 計中 AT89C52 的 管腳）和輸入腳 RXD（本設計中 AT89C52的 管腳）連接對調，可以直接通過延長線與 PC 機相連。 Timer2 是為保證串口出錯或串口無信號時自動跳出的，時間為 1 分鐘。 SPI 接口的 英文名 全稱是 Serial Peripheral Interface，意 思是 串行外圍接口 ，是 摩托羅拉公司 首先在 自己的 MC68HCXX 系列 微型 處理器上 開始 定義的。 圖 17 nRF24L01 引腳圖 下面是 SPI 接口各主要端腳的簡介。 在多個從器件 ，即多個無線發(fā)送點向一個上位機傳輸數(shù)據(jù)的 系統(tǒng)中，每個從器件需要獨立的使能信號，硬件上比 單個從 系統(tǒng)要復雜一些。訪問命令 會 完成溫度轉換 和 溫度讀取等工作。 DS18B20 的數(shù)據(jù)讀寫由 單片機 來完成，包括初始化、讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)。在 DS18B20 的操 作中，短時間延時是指 10us 以下的延時，在 C 語言下采用若干個 _nop_()。因這些延時均為 15us 的整數(shù)倍， 因此也 可編寫一個 Delayl5(n)函數(shù)， 并使它成為隨時能夠調用的延時子函數(shù)， 該函數(shù)就 可 以 實現(xiàn)約 15us*n 的延時。系統(tǒng)調試一般為如下步驟。 按硬件電路圖， DS18B20 主要 C 程序如下： void display(uchar num,uchar dat) //數(shù)據(jù)顯示程序 { uchar i。break。 case 2:i=0x0b。 } P0=table[dat]。j0。 i=t%100/10。 //100 取余再用 10 取余，為溫度的小數(shù)位 display(0,i)。 相關調試后結果如下圖 19。我在別人那里找到了相關 DS18B20 的軟硬件資料，然后自己組合了 DS18B20模塊的子程序，自己設計了 LED 顯示的子程序，就直接用主程序調用了這些子程序，結果總是不很理想，如數(shù)碼管的顯示閃爍很厲害、數(shù)碼管只是瞬間顯示，數(shù)碼管顯示亂碼等，但是很慶幸的是這些問題卻表 明我的硬件沒有問題，我隨后都通過資料和同學老師的幫助解決了軟件上的問題。再給這個系統(tǒng)增加更多其他模塊，如時鐘、報警等就能實現(xiàn)更多的功能，實現(xiàn)更廣泛的應用。該方案簡單易行，數(shù)據(jù)傳輸可靠性高。 uint wendu=0。 sbit CE =P1^0。 unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, //帶小數(shù)點的 09 編碼 0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef ,//不帶小數(shù)點的 09 編碼 }。x) for(y=10。 。y)。 for(x=z。 sbit IRQ =P1^5。 sbit MOSI =P1^3。 uchar const RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x35,0x43,0x10,0x10,0x03}。 本文主要闡述了無線溫度采集設計方案。 在解決這些問題的過程中，可以深化也學習了更多專業(yè)課知識， C 程序流程圖的重要性，學會子程序調用的方法，了解 SPI 總線通信的原理等。單片機引腳和單片機中斷控制， C 語言，通信技術（一線總線 ， SPI 總線， RS232 總線），CAD 制圖，模擬電路基礎等等，在整個過程中遇到了困難，也獲得了更多的知識。 圖 18 LED 調試結果圖 nRF24L01 發(fā)送與接收模塊調試 數(shù)據(jù)發(fā)送是本設計下位機 部分的最后一個環(huán)節(jié)，要能讓單片機將 DS18B20 采集的數(shù)據(jù)通過 nRF24L01 發(fā)送出去并在 PC 機端的單片機控制的 nRF24L01 接收。 //在第 2 個數(shù)碼管上顯示，有小數(shù)點 delay(4)。 //除以 100 得到商，為溫度的十位 display(2,i)。 } void dis_temp(uint t) //顯示溫度數(shù)值函數(shù) t 傳遞的是整型的溫度 第 29 頁 { uchar i,j。break。P2=i。 switch(num) { case 0:i=0x0e。 下面是對