【正文】 . [19] Philips SJA1000—— Standa。對(duì)于 PROTEUS 這款軟件，也能熟練掌握電路設(shè)計(jì)仿真。在此次設(shè)計(jì)中，知道了做凡事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，一步一腳印。在最初的設(shè)計(jì)中，發(fā)揮“三個(gè)臭皮匠，頂個(gè)諸葛亮”的作用，相互學(xué)習(xí)、相互討論、研究，完成了最初的設(shè)想。根據(jù)顯示溫度與實(shí)際溫度相比較結(jié)果顯示，本系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線模塊傳輸?shù)臏囟葴?zhǔn)確無(wú)誤的顯示在 LED 數(shù)碼管上，這證明本系統(tǒng)溫度測(cè)試電路能夠正常工作。與此同時(shí)記錄下實(shí)時(shí)的溫度。 實(shí)物圖見(jiàn)附錄 1。則使用軟件仿真的方式進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。保證系統(tǒng)功能全面的完成。當(dāng)接收方檢測(cè)到有效的地址和 CRC 時(shí)，就將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在RX FIFO 中，同時(shí)中斷標(biāo)志位 RX_DR 置高， IRQ 變低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU 去取數(shù)據(jù)。若未收到應(yīng)答，則自動(dòng)重新發(fā)射該數(shù)據(jù) (自動(dòng)重發(fā)已開(kāi)啟 )，若重發(fā)次數(shù) (ARC)達(dá)到上限， MAX_RT 置高， TX FIFO中數(shù)據(jù)保留以便再次重發(fā) ， MAX_RT 或 TX_DS 置高時(shí)，使 IRQ 變低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU。實(shí)物圖如圖 所示。 D IR1A12A23A34A45A56A67A78A89GND10B811B712B613B514B415B316B217B118G19VCC20X1S N 7 4H C 24 5N S L E ( 20 )ABCDEFGDP5VP 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 075VR 184 .7KR 194 .7KR 204 .7KR 214 .7K5VA2B6C9D11E12F3G8DP10COM11COM24COM35COM47R 11S M 4C3B2E1R 16P N P 8 55 0C3B2E1R 15P N P 8 55 0C3B2E1R 14P N P 8 55 0C3B2E1R 13P N P 8 55 0P 12P 13P 14P 15 圖 數(shù)碼管驅(qū) 動(dòng)電路圖 NRF24L01 （ 1） NRF24L01 簡(jiǎn)介 NRF24L01 是由 NORDIC 出品的工作在 ~ 的 ISM 頻段的單片無(wú)線收發(fā)器芯片。 第 19 腳 OE，使能端，若該腳為“ 1” A/B 端的信號(hào)將不導(dǎo)通，只有為“ 0”時(shí) A/B 端才被啟用，該腳也就是起到開(kāi)關(guān)的作用。 圖 74HC245 實(shí)物圖 基于 51 單片機(jī)的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 其管腳定義如下： 第 1 腳 DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用， DIR=“ 1”高電平時(shí)信號(hào)由“ A”端輸入“ B”端輸出， DIR=“ 0”低電平時(shí)信號(hào)由“ B”端輸入“ A”端輸出。 為了便于控制數(shù)碼管的顯示，在應(yīng)用數(shù)碼管顯示電路時(shí)通常也會(huì)用到一些驅(qū)動(dòng)器，常用的驅(qū)動(dòng) 器是 74HC245 芯片。這種方式由于各個(gè)數(shù)碼管共用一個(gè)段碼輸出端口，分時(shí)輪流選通。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在 LED 數(shù)碼管中的 8 只發(fā)光二極管的 陽(yáng)極連在一起，就是共陽(yáng)極接法；若 8 只發(fā)光二極管的陰極連在一起，就是共陰極接法。這種筆畫(huà)式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的形狀有些失真，但控制簡(jiǎn)單，使用方便，它可以顯示從 1 到 9的數(shù)字。但是 LED 有其自己的特點(diǎn)，它具有低功耗，容易控制，占用 CPU 資源少這些優(yōu)點(diǎn)，從而成為一些顯示器的首選。硬件電路的簡(jiǎn)單必須在軟件程序進(jìn)行補(bǔ)償才能夠完成任務(wù) ，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。 圖 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路圖 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì) DS18B20 的溫度檢測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。其結(jié)構(gòu)如圖 所示。有兩種基本形式的復(fù)位方法是上電復(fù)位和開(kāi)關(guān)復(fù)位。在電路設(shè) 計(jì)中，無(wú)論是在復(fù)雜電路設(shè)計(jì)還 是 簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路都 是 重要組成部分。復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位，這種方法簡(jiǎn)單且用以實(shí)現(xiàn)。其中的電容 C7 和 C8 對(duì)頻率起到一定的微調(diào)作用，電容容量都選擇 30pF。本電路選用的晶振是 12M，因?yàn)楸倦娐肥墙o時(shí)間電路使用， 12M 晶振比較好計(jì)算時(shí)間。時(shí)序是電路控制的一部分，數(shù)據(jù)的傳輸是以時(shí)鐘脈沖為基礎(chǔ)的。單片機(jī)的最小系統(tǒng)應(yīng)該包括單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和輸入 /輸出設(shè)備。其包含計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。 nRF24L01_TxPacket(TxBuf)。 //nRF24L01_TxPacket(TxBuf)。 TxBuf[1]=temp2。 temp2 = (tempptemp1*1000)/100。 temperature = ((tempH*256)+tempL)*。 DS18B20_Write(0xCC)。 DS18B20_Write(0xCC)。 } void TmReadTemp (void) //讀取溫度 { bit tem18b201 = 1。 if(DQ==1) { temp=temp | 0x80。 _nop_()。i0。 函數(shù)實(shí)現(xiàn) unsigned char DS18B20_Read(void) { unsigned char i。對(duì) NRF24L01 寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化。 接收程序功能介紹 接受程序其目的一目了然就是數(shù)據(jù)接受控制的函數(shù)。NRF24L01 無(wú)線收發(fā)模塊也需要非常復(fù)雜的時(shí)序控制。各個(gè)函數(shù)之間各有分工，功能也不盡相同。 主函數(shù)是系統(tǒng)的開(kāi)始，軟件系統(tǒng)的入口就是主函數(shù)。在主函數(shù)中，根據(jù)情況，你可能還需要調(diào)用“買(mǎi)菜，切菜，炒菜”等子函數(shù)。 系統(tǒng)控制流程 系統(tǒng)控制流程圖如下： 圖 軟件流程圖 有 無(wú) 完成 開(kāi)始 初始化 未完成 溫度信號(hào) 單片機(jī) 無(wú)線 發(fā)送 模塊 單片機(jī) LED 數(shù)模管顯示 是否有數(shù)據(jù) 基于 51 單片機(jī)的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 第 5 章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 軟件實(shí)現(xiàn) 主函數(shù)模塊功能介紹 日常生活中，要完成一件復(fù)雜的功能，我們總是習(xí)慣把“大功能”分解為多個(gè)“小功能”以實(shí)現(xiàn)。 無(wú)線模塊顯示電路主要是顯示溫度檢測(cè)電路發(fā)送來(lái)的溫度信號(hào)。 無(wú)線模塊溫度檢測(cè)電路主要是對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的電路，電路相對(duì)較為簡(jiǎn)單。 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)電路由于系統(tǒng)的特殊性質(zhì)主要分兩部分，無(wú)線發(fā)射電路和無(wú)線接收電路。溫度顯示電路使用單片機(jī)控制 NRF24L01 模 塊和 LED數(shù)碼管。溫度檢測(cè)電路通過(guò)單片機(jī)對(duì)溫度傳感器進(jìn)行控制，溫度傳感器采用的是 DS18B20，此溫度傳感器采用單總線方式進(jìn)行信號(hào)傳輸。兩個(gè)系統(tǒng)相互獨(dú)立，又相互依存。 基于 51 單片機(jī)的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 第 4 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 構(gòu)架概述 本系統(tǒng)主要分兩部分，溫度檢測(cè)電路和溫度顯示電路。系統(tǒng)功能上分為發(fā)送端和接受端兩部分，發(fā)送端主要功能是負(fù)責(zé)收集傳感器得到的信號(hào)，在單片機(jī)處理后，通過(guò) NRF24L01 發(fā)送到接收端。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。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(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。這樣對(duì)于系統(tǒng)的安全更加有保障。保證了系統(tǒng)的人性化和科學(xué)化。溫度傳感器 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 單片機(jī) 發(fā)送模塊 接收模塊 單片機(jī) 顯示模塊 報(bào)警 模塊 基于 51 單片機(jī)的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 NRF24L01 功耗低，在以 6dBm 的功率發(fā)射時(shí)，支持多種低功率 工作模式，有掉電模式和空閑模式，使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。工作于 GHz～ GHz ISM 頻段。 （ 2）電源模塊功能 電源對(duì)于任何一個(gè)現(xiàn)代化產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，都是一切的基礎(chǔ)。 基于 51 單片機(jī)的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 第 3 章 系統(tǒng)分析 構(gòu)架概述 功能構(gòu)架 根據(jù)需求調(diào)研結(jié)果確定本系統(tǒng)主要包括以下功能模塊，如圖 所示。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp 來(lái)表示。在顯示溫度的過(guò)程中會(huì)使用顯示電路，此電路對(duì)于顯示的要求比較高，所以此電路使用了 LED數(shù)碼管顯示電路，此電路的優(yōu)點(diǎn)是成本低，控制簡(jiǎn)單，占用資源少。它提供信號(hào)運(yùn)行和處理模塊，用它 可以在易制作的低成本射頻（ RF）硬件和 通用微處理器 上實(shí)現(xiàn) 軟件 定義的 無(wú)線電 。單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是讓單片機(jī)能正常工作并發(fā)揮其功能時(shí)所必須的組成部分也可理解為是用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。最小系統(tǒng)主要是由三部分組成，其中包括單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路等幾部分組成。 本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。傳統(tǒng)的控制方式已不能滿足高精度，高速度的控制要求，如溫度控制表溫度接觸器，其主要缺點(diǎn)是溫度波動(dòng)范圍大， 由于它主要通過(guò)控制接觸器的通斷時(shí)間比例來(lái)達(dá)到改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題能夠得到很好的解決。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 溫度采集控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十 分廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度監(jiān)控來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，仍然有著較大的差距。為讀寫(xiě)以及溫度轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)線本身獲得能量，不需要外接電源。 攝氏度。封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合?？芍苯优c單片機(jī) I／ O 連接，外接元件數(shù)目少。發(fā)送部分以單片機(jī) STC89C52 為核心，使用溫度轉(zhuǎn)換芯片 DS18B20 實(shí)時(shí)采集溫度并通過(guò) NRF24N01 將采集的溫度無(wú)線傳送給接收部分 ，然后在數(shù)碼管上顯示，通過(guò)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度過(guò)高或過(guò)低進(jìn)行報(bào)警。由于單片機(jī)的廣泛使用，因 而銷(xiāo)量極大，各大公司的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更使其價(jià)格十分低廉，其性能價(jià)格比極高。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行、串行輸入 /輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)程序指令，常數(shù)及表格等固化在 ROM 中不易破壞，許多信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi)，故可靠性高。凡是布線繁雜或不允許布線的場(chǎng)合都希望能通過(guò)無(wú)線方案來(lái)解決。當(dāng)前的科技水平下，無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展使得溫度采集測(cè)量精確，簡(jiǎn)便易行。由于廠房大、需要傳輸數(shù)據(jù)多，使用傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式就需要鋪設(shè)很多很長(zhǎng)的通訊線，浪費(fèi)資源，占用空間，可操作性差，出現(xiàn)錯(cuò)誤換線困難。小成本、低功耗、即時(shí)性的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)是本次設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)。因此設(shè)計(jì)一種低功耗，小成本，易使用的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)就顯得很有意義。簡(jiǎn)單的溫度計(jì)已經(jīng)不能滿足一些特定情況下的溫度測(cè)量，尤其在某一些環(huán)境惡劣的工業(yè)場(chǎng)所和戶外場(chǎng)所，在這種情況下再使用傳統(tǒng)溫度 計(jì)測(cè)量溫度是不切實(shí)際的。在日常生活中有許多時(shí)候我們都離不開(kāi)溫度的測(cè)量。在實(shí)際測(cè)溫過(guò)程中既要保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性又需要保證產(chǎn)品的低功耗，操作簡(jiǎn)單。本次設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的遠(yuǎn)程檢 測(cè)。 關(guān)鍵詞： 51 單片機(jī)；無(wú)線測(cè)溫； 無(wú)線傳輸模塊 基于 51 單片機(jī)的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) II Abstract Temperature is the essential parameter in daily life, which is often to need measure. The traditional thermometer can not meet the temperat