【正文】 復(fù)位脈沖 讀一個(gè)脈沖 發(fā) SKIP ROM 命令 發(fā) COPE SCRATCHPAD 命令，等 10μs 復(fù)位脈沖 讀一個(gè)脈沖 圖 15 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換及讀溫 度值流程圖 15 初始化配置 第一階段應(yīng)完成初始化配置，分以下幾項(xiàng) ： (1)初始化 nRF905 的 射頻配置寄存器。主機(jī)在讀時(shí)間片下降沿之后 1μs內(nèi)完 成讀位。 寫 溫度： 將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平，產(chǎn)生寫起始信號(hào)。 工作中系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的操作以 ROM 命令和存儲(chǔ)器命令形式出現(xiàn)。內(nèi)存訪問(wèn)命令控制選中的 DS18B20 的工作狀態(tài)，完成整個(gè)溫度轉(zhuǎn)換、讀取等工作 (單總線 ROM 命令發(fā)送之前存儲(chǔ)命令 和控制命令不起作用 )。本系統(tǒng)采用 PCB 板上環(huán)形天線，該方案具有成本低，方向性較好等特點(diǎn)。 其中 MOSI/MISO 是發(fā)射 / 接收數(shù)據(jù)的通道； TRX_CE， TXCE是收 /發(fā)通道的控制端； PWRUP 是工作模式控制端； CSN、 SCK 為串行接口控制端； CD 是接收模式下載波監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出端； AM 是接收到正確的數(shù)據(jù)包地址后芯片指示信號(hào)的輸出端； DR 是發(fā)射完一個(gè)數(shù)據(jù)包后芯片指示信號(hào)的輸出端； UPCLK 是芯片提供的一個(gè)可設(shè)置的時(shí)鐘源信號(hào)輸出端； ANT1 和 ANT2 用于天線部分 。 數(shù)據(jù)接收 當(dāng) TRXCE為高、 TXCE為低時(shí)， nRF905 進(jìn)入接收模式： 12 (1)650μs后， nRF905 開始監(jiān)聽無(wú)線電信號(hào) ； (2)當(dāng) nRF905 檢測(cè)接收頻率的載波時(shí)， CD 變?yōu)楦唠娖?。 (3)當(dāng) nRF905 處與射頻發(fā)射模式時(shí)，射頻電路將自動(dòng)提升功率，對(duì)數(shù)據(jù)打包（添加報(bào)頭，完成 CRC 校驗(yàn)計(jì)算），完成數(shù)據(jù)包的發(fā)送。在ShockBurstTMTX 模式中， nRF905 芯片自動(dòng)地完成報(bào)頭的生成和 CRC 校驗(yàn)，當(dāng)發(fā)送過(guò)程完成后，能夠通過(guò) DR 信號(hào)外送給 MCU，發(fā)送工作已經(jīng)完成。通過(guò)在芯片上將所有的高速信號(hào)處理變?yōu)樯漕l通信協(xié)議， nRF905 芯片提供了一個(gè)具有微控制器能力 圖 12 nRF905 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 11 的 SPI 接口，數(shù)據(jù)率由具有微控制器功能的接口速率自行設(shè)定。 nRF905 有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。工作電壓低（ ～ ），功耗小，待機(jī)狀態(tài)僅為 1μs，以 10dBm輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有 11mA，工作于接收模式時(shí)的電流為 ，并且內(nèi)建空閑模式與關(guān)機(jī)模式，易于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。對(duì)于 nRF905 收發(fā)器，要求 Q＞ (4 0～ 4 5)，電感量的精度應(yīng)控制在 2％之內(nèi)。 nRF905 所有的 RF 頻率都是由片內(nèi)壓控振蕩器 (VCO)產(chǎn)生。 這樣，我們就可以通過(guò)下面的方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果。計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。它主要由 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH、 TL 和配置寄存器組成。 兩 路溫度傳感器由 2 個(gè) DS18B20 組成，可顯示路數(shù) ，也 可以由開關(guān) S1～S2 控制顯示某一路的溫度。 在本系統(tǒng)中 使用了兩個(gè) DS18B20芯片， 其測(cè)溫范圍 為 － 20℃ ～＋ 50℃ ，測(cè)溫分辨率 為 1℃ 。由于 74HC164 在低電平輸出時(shí)，允許通過(guò)的電 流為 8mA 故不必添加驅(qū)動(dòng)電路，亮度也較理想。 (4) CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端，在脈沖的上升沿實(shí)現(xiàn)移位。 74HC164 是串行輸入、并行輸出移位寄存器，并帶有清除端。在 X5045 內(nèi)部的一個(gè)控制寄存器中有 2 位可編程位，決定了定時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短，微處理器可以通過(guò)指令來(lái)改變這 2 個(gè)位，從而改變看門狗定時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短。 （ 2）在任何以字節(jié)為單位的讀 /寫操作前，應(yīng)先選中芯片，即復(fù)位 CS；置位 CS，則表示操作結(jié)束；為了防止誤操作，每一次復(fù)位或置位 CS 時(shí)應(yīng)復(fù)位 CSK。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有收到來(lái)自單片機(jī)或其他 CPU 的觸發(fā)信號(hào)，則系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制復(fù)位，以保證系統(tǒng)在受到干擾時(shí)仍能夠維持正常的工作狀態(tài)。其電路如圖4 所示 [3]。 1 2 3 4 ABCD4321DCBAT i t leN u m b e r R e v i si o nS i z eBD a t e : 2 9 M a y 2 0 0 8 S h e e t o f F i l e : C : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 9 9 S E \E X A M P L E S \B A C K U P ~ 2 2 . D D BD r a w n B y :C33 0 p FC43 0 p FY212MHZ 圖 3 時(shí)鐘發(fā)生器 89C51 無(wú)線收發(fā)模塊 顯示模塊 鍵盤 DS18B20 溫度采集 鍵盤 晶振 電源電路 LED 數(shù)碼顯示 單片機(jī) 89C51 LED 驅(qū)動(dòng) nRF905 無(wú)線 收發(fā)模塊 復(fù)位電路 看門狗電路 圖 2 接收 系統(tǒng)框圖 圖 1 發(fā)射 系統(tǒng)框圖 4 復(fù)位電路 RST 引腳是復(fù)位輸入端。反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。由于 發(fā)射系統(tǒng) 的電路圖與 接收系統(tǒng)的 電路圖有多處相似，故本設(shè)計(jì)只介紹發(fā)射系統(tǒng) 的具體電路及工作過(guò)程。鍵盤用來(lái)設(shè)置 接收器 地址 , LED 顯示模塊用來(lái)顯示設(shè)置地址，實(shí)時(shí)顯示溫度。 基于以上 要求，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須有以下結(jié)構(gòu)模塊：溫度傳感器單元、顯示單元，數(shù)據(jù)傳輸單元。 文中的系統(tǒng) 是 基于挪威 Nordic VLSI 公司推出的 nRF905 單片射頻收發(fā)器，收發(fā)可靠，使用方便，在工業(yè)控制、消費(fèi)電子等各個(gè)領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。 我們知道，在日常生產(chǎn)和生 活中有許多地方要涉及到對(duì)溫度的測(cè)量和控制，比如堆放糧食的倉(cāng)庫(kù)，儲(chǔ)存藥品的庫(kù)房 ,這 些地方對(duì)溫度要求都很嚴(yán)格 。因此，許多應(yīng)用采用了無(wú) 2 線傳輸技術(shù)。對(duì)于遠(yuǎn)距離和多點(diǎn)測(cè)量，眾多的傳輸線還會(huì)帶來(lái)成本的上升和分布電容。目前，無(wú)線數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣：遙控遙測(cè)、無(wú)線抄表、門禁系統(tǒng)、身份識(shí)別、非接觸 RF 智能卡、無(wú)線標(biāo)簽、安全防火系統(tǒng)、生物信號(hào)采集、機(jī)器人控制等。 (3)由于信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)各個(gè)等級(jí)的格式都不一樣，要實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)級(jí)別的支持就需要修改源程序，因此增加了復(fù)雜性；國(guó)內(nèi)許多軟件的容錯(cuò)性、延遲性和穩(wěn)定性尚有欠缺，這對(duì)軟件運(yùn)行速度和質(zhì)量上有很大的影響。目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 2 設(shè)計(jì)要求 .................................................................................................................... 2 3 整體電路方框圖 ........................................................................................................ 2 4 單元電路介紹 ............................................................................................................ 3 時(shí)鐘發(fā)生器 ...................................................................................................... 3 復(fù)位電路 .......................................................................................................... 4 看門狗電路 ...................................................................................................... 4 串行口控制的鍵盤及 LED 顯示器接口電路 ................................................ 5 DS18B20 采集單元 .......................................................................................... 6 DS18B20 芯片簡(jiǎn)介 ................................................................................ 6 DS18B20 采集電路 ............................................................................. 6 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ................................................................................ 7 DS18B20 的測(cè) 溫原理 ............................................................................ 7 DS18B20 內(nèi)部暫存器 ............................................................................ 8 nRF905 收發(fā)模塊 ............................................................................................. 9 nRF