【正文】
分析,系統(tǒng)在測量溫度時具有一定的偏差,℃以內(nèi),從技術(shù)文檔中我們知,這兩種的溫度傳感器的精度都是177。C傳感器精度測試:具體方法是分別把三個傳感器先置于相同的環(huán)境中在放置在不同環(huán)境中,看傳輸回來的數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化。C176。C176。如表81所示:表81溫度傳感器1溫度傳感器2溫度傳感器31176。溫度測試分為傳輸距離測試,三個傳感器誤差測試,傳感器感應(yīng)精度測試等多個方面。數(shù)據(jù)分析過程主要是對溫度數(shù)據(jù)和傳輸距離進行分析,如溫度誤差、傳輸距離誤差等的分析,通過對數(shù)據(jù)的分析找出誤差產(chǎn)生的原因,以及系統(tǒng)改進的辦法。調(diào)試部分到此結(jié)束。這部分是整個編程過程中最為繁瑣復(fù)雜的,在這一步時需要邊寫程序邊調(diào)試。但是存在問題是如果電池電量過低時,晶振頻率比正常要慢。液晶顯示模塊調(diào)試成功后,就可以利用液晶來顯示其他模塊的調(diào)試信息。所以軟件的調(diào)試主要是混合調(diào)試。 軟件調(diào)試軟件是整個系統(tǒng)的靈魂,相當于人的大腦,所以軟件的調(diào)試也非常重要。然后調(diào)試接收裝置。用萬用表檢測額定的5V、5V、接通單片機最小系統(tǒng)電源電路,檢查單片機電源端口電壓是否在正常范圍內(nèi),經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn),電壓在正常范圍內(nèi)。硬件調(diào)試是整個系統(tǒng)設(shè)計的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。7 系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試時工程的重要一部分,是檢驗作品能否達到要求的重要一環(huán)。 液晶時序圖液晶驅(qū)動函數(shù)中主要有void CA320240lcd_clear( uchar layer )清指定層的屏幕;void locatexy(uint x,uchar y,uchar layer)光標定位函數(shù),畫圖使用;void CA320240_displayGBK(uchar x,uchar y,uchar layer,uchar *hanzi)漢字顯示函數(shù);void point(uint x,uchar y,uchar layer,uchar attr)畫點函數(shù);void line_y(uint x,uint y,uchar l,uchar layer,uchar dot,uchar attr)畫線函數(shù)等常用函數(shù)。 Write_Command_CC1101(CCxxx0_SFRX)。 Write_Command_CC1101(CCxxx0_SRX)。 //把接收數(shù)據(jù)長度的修改為當前數(shù)據(jù)的長度 Read_Burst_Reg_CC1101(CCxxx0_RXFIFO, status, 2)。 //進入接收狀態(tài) if ((Read_Status_CC1101(CCxxx0_RXBYTES) amp。 _delay_ms(2)。//!GDO0)。_delay_ms(2)。DS18B20在檢測到總線被拉低1微秒后,編開始送出數(shù)據(jù),若是要送出0就把總線拉為低電平直到讀周期結(jié)束。寫周期一開始作為主機線把總線拉低1微秒表示寫周期開始。作為從器件的DS18B20在一上電后就一直在檢測總線上是否有480660微秒的低電平出現(xiàn),如果有,在總線轉(zhuǎn)為高電平后等待1560微秒后將總線電平拉低60240微秒做出響應(yīng)存在脈沖,若沒有檢測到就一直在檢測等待。從機程序流程圖如下所示: 從機程序流程圖 部分程序設(shè)計在程序設(shè)計過程中,主要分為溫度采集部分的程序設(shè)計,通信程序設(shè)計,液晶控制程序設(shè)計。 主機程序流程圖在以下的程序設(shè)計中多采用程序流程圖的方式來體現(xiàn),結(jié)構(gòu)清醒,便于描述,方便理解。SPI協(xié)議通信是指高速同步串行口通信。一些原理性的理論沒有加以詳細說明。具備簡潔的MPU接口功能和齊全的指令控制集。液晶顯示屏采用LCD302240。其原理是當單片機給出一個報警信號時,要求蜂鳴器鳴響報警。,從機系統(tǒng)中工作電壓為3V。C工作溫度4085176。(10)模塊可軟件設(shè)地址,軟件編程非常方便 。 (6)較低的電流消耗(RX中,,433MHz)。(4)可軟件修改波特率,功率,頻率等相關(guān)參數(shù),方便客戶在不同條件下的使用要求 。溫度傳感器電路圖如下所示: 溫度傳感器電路圖 無線通信模塊電路設(shè)計無線通信模塊采用CC1101模塊,最大傳輸速率可達到500kbps,并能通過軟件修改波特率,在開闊地傳輸距離可以達到300500米,并具有無線喚醒功能,可靠性高,可廣泛應(yīng)用于各種場合的短距離無線傳輸。DS18B20溫度傳感器的量程為-55℃~+125℃,℃。DS18B20可以采用多個共存于一條總線上,本系統(tǒng)設(shè)計則是三個溫度傳感器并聯(lián)在三個數(shù)據(jù)端口。在電路中兩個電阻中間設(shè)置一個電壓節(jié)點,作為監(jiān)控電池電量的數(shù)據(jù)。主機電源電路圖如下所示: 主機電源電路圖電路中有兩個二極管,DD2。硬件電路共分為溫度采集電路、復(fù)位電路、無線通信電路、電源電路等。 本章小結(jié)本章簡單的介紹了系統(tǒng)中采用的控制芯片,ATMEGA128L和ATMEGA8L兩款芯片。ATMEGA128L結(jié)構(gòu)圖如下圖所示: ATMEGA128L管腳結(jié)構(gòu)圖ATMEGA128L共有六組I/O口,每組端口相應(yīng)的都具有第二功能。Atmega8管腳結(jié)構(gòu)圖如下所示: Atmega8系列28管腳結(jié)構(gòu)圖 Atmega8系列32管腳結(jié)構(gòu)圖 ATMEGA128L單片機結(jié)構(gòu)ATMEGA128是一款精簡指令集RISC的高速8位單片機,簡稱AVR?!弧?。I/O口和封裝。ATMEGA8主要性能如下:高性能、低功耗的8位AVR微控制器,先進的RISC精簡指令集結(jié)構(gòu)。下面分別說明一下這兩種單片機。 本章小結(jié)本章介紹了包括溫度傳感器、無線通信傳輸模塊、單片機的選擇和電源電路方案的選定。從機獨立于主機存在,從機電源主要給無線收發(fā)模塊、從機控制芯片和溫度傳感器提供工作電壓,這幾種器件工作電壓相對于主機系統(tǒng)比較低,所以除了上面提到的二極管整流電路、開關(guān)穩(wěn)壓電路之外還可以采用電池供電。需要大量的電解電容進行濾波。開關(guān)穩(wěn)壓電源較之模擬電源有著效率高,自身發(fā)熱小的優(yōu)點;但是它的紋波一般較大,較難控制到很小。主機電源需要給ATMEGA128芯片、液晶顯示屏和CC1101無線收發(fā)模塊提供工作電壓。通過對兩者傳輸距離、功耗、傳輸速率和電路復(fù)雜程度上綜合考慮采用cc1101作為本課題通信用的無線通信芯片。NRF2401的供電電源應(yīng)通過電容隔開,這樣有利于給nRF2401提供穩(wěn)定的電源。NRF2401功能特點如下所示:最大傳輸速率可達2Mbps。(6)可編程控制的輸出功率,最大輸出功率+10dBm,符合相關(guān)法規(guī)。(2)工作在433M ISM頻段。相比較而言使用無線通信模塊有成本低廉、可擴展性好、適應(yīng)性好等優(yōu)點。PIC系列單片機有低功耗,保密性好等優(yōu)點,其可靠性強,性價比高廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域,但其燒寫程序時需要特定的13V電壓,操作復(fù)雜,固不采用。 本課題控制系統(tǒng)采用單片機進行控制。DS18B20可以多個并聯(lián)使用,最多不要超過8個,否則會出現(xiàn)供電不足導(dǎo)致傳感器不能正常工作。數(shù)字式傳感器設(shè)計電路不需要A/D轉(zhuǎn)換電路,節(jié)省資源,降低能耗。因此選用適當?shù)碾娮釉俏覀児ぷ鞯牡谝徊?。工作過程具體如下:DS18B20負責(zé)實時溫度數(shù)據(jù)的采集,ATMEGA8對其進行控制,每一秒采集一次,采集到的數(shù)據(jù)由CC1101芯片負責(zé)傳送至ATMEGA128芯片儲存并在液晶上顯示溫度值并畫出溫度曲線圖。C,176。(3)溫度數(shù)據(jù)存儲,實現(xiàn)最近查詢 。我們測量的是一個特定的溫度范圍,超出范圍后主機控制的報警電路會產(chǎn)生報警信號。隨著技術(shù)不斷進步,溫度測量的方式方法逐漸變得多種多樣。這種系統(tǒng)要能夠耐受惡劣的環(huán)境,還要具有高的測量精度和溫度采集速度,并能在遠距離由主控機接收。對溫度監(jiān)測并對溫度進行控制已經(jīng)成為生產(chǎn)過程中十分重要的措施。所以無線溫度測量技術(shù)就應(yīng)運而生了。在傳統(tǒng)的監(jiān)測方法中使用物理式溫度計對于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理顯得十分繁瑣,所以使用數(shù)字化監(jiān)控顯得十分必要。下面主要介紹一下關(guān)于溫度測量的應(yīng)用范圍和溫度測量的發(fā)展現(xiàn)狀。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,各種工業(yè)設(shè)備對溫度的控制要求越來越高,同時,隨著人們生活水平的提高,對日常用品的自動化也提出了更高的要求,單片機的不斷更新?lián)Q代,滿足了上述的要求,達到自動控制品質(zhì)的目的。溫度一直都與我們生產(chǎn)生活息息相關(guān)。氣候?qū)τ谌祟惿a(chǎn)生活有極大影響,氣候的回暖對于地球上生活的生物產(chǎn)生無法估計的影響,最直接表現(xiàn)為據(jù)預(yù)測在未來幾十年里被譽為大西洋明珠的馬爾代夫群島就會被海水淹沒;還有北極冰川融化大量淡水注入海水中導(dǎo)致洋流發(fā)生變化對人類捕魚影響極其巨大。關(guān)鍵詞:無線傳輸;溫度測量;DS18B20;AbstractGiven the current daily production and life of the plex environment of temperature measurement needs, we propose a wireless temperature measurement on the subject, mainly applicable to industrial and agricultural production and daily life.More traditional temperature measurement is the use of mechanical thermometer or an electronic measurement system is wired, for some special circumstances oftemperature measurement seems difficult to achieve,for example, corrosiveenvironment, temperature, transfer distance situation.Based on the elaboration of the wireless temperature measurement issues, with emphasis to introduce people to the wireless temperature measurement method can beoperational, and the specific production process. The main topic is divided intomultitemperature measurements, wireless data transmission, data processing and display of four parts. DS18B20 selected node as the temperature, ATMEGA8 essaycollection temperature control chip, the use of CC1101 as a wireless transmission module, and finally reached the top of the system control chip ATMEGA128.Debugging process in the production end of the works found there are some errors. These include temperature sensors and wireless transmission distance error of the error, errors are manageable. The project work can be applied to Cattle temperature monitoring, temperature monitoring or temperature monitoring in industrial production.Key words:Wireless transmission。選用DS18B20作為測溫節(jié)點,ATMEGA8作文溫度采集控制芯片,采用CC1101作為無線傳輸模塊,最后傳到系統(tǒng)控制芯片ATMEGA128上面。 第III頁 共Ⅳ頁摘 要鑒于目前日常生產(chǎn)生活中對復(fù)雜環(huán)境溫度測量的需求,我們提出了無線溫度測量這個課題,主要適用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。本課題主要分為多點溫度值的測量,無線數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)處理和顯示這四個部分。該課題作品可應(yīng)用于暖棚溫度監(jiān)測、室溫監(jiān)測、或者是工業(yè)生產(chǎn)中溫度監(jiān)測。目 錄引言 11 緒論 2 溫度測量的應(yīng)用范圍 2 溫度測量的發(fā)展現(xiàn)狀 2 本章小結(jié) 32 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 4 系統(tǒng)設(shè)計要求 4 設(shè)計框圖 4 本章小結(jié) 53 元器件的選擇和方案設(shè)計 6 溫度傳感器的選擇 6 單片機的選擇 6 無線通信模塊選擇 7 電源電路方案選擇 7 8 8 本章小結(jié) 84 ATMEGA系列單片機 9 ATMEGA8單片機結(jié)構(gòu) 9 ATMEGA128L單片機結(jié)構(gòu) 10 本章小結(jié) 115 硬件電路設(shè)計 12 電源電路設(shè)計 12 12 12 溫度采集電路設(shè)計 13 無線通信模塊電路設(shè)計 13 報警電路設(shè)計 15 液晶顯示電路設(shè)計 15 本章小結(jié) 166 軟件設(shè)計 17 主機程序流程圖 17 從機程序流程圖 18 部分程序設(shè)計 18 18 20 23 本章小結(jié) 247 系統(tǒng)調(diào)試 25 硬件調(diào)試 25 軟件調(diào)試 25 綜合調(diào)試 26 本章小結(jié) 268 系統(tǒng)測試及數(shù)據(jù)分析 27 系統(tǒng)測試 27 27 27 數(shù)據(jù)分析 27 誤差