【正文】 行雙工通信，易于對(duì)分機(jī)進(jìn)行控制操作。3 環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 環(huán)境監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖（1）環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)、顯示、報(bào)警及無(wú)線傳送，控制器采用單片機(jī)STC89C51，溫度傳感器采用DS18B20，試驗(yàn)采用蜂鳴器報(bào)警（實(shí)際產(chǎn)品可加揚(yáng)聲器進(jìn)行放大）, 無(wú)線收發(fā)模塊JF24D進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，用4位8段式LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)溫度顯示。微控制器通過(guò)對(duì)器件的尋址，就可以讀取某個(gè)傳感器的溫度值，從而簡(jiǎn)化了信號(hào)采集系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)。收發(fā)電路采用了具有無(wú)線雙向傳輸能力的模塊JF24D，JF24D （GFSK）收發(fā)電路的功能，以特小體積更低成本實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。?），控制器采用單片機(jī)STC89C51，報(bào)警采用蜂鳴器報(bào)警（實(shí)際產(chǎn)品可加揚(yáng)聲器進(jìn)行放大）,無(wú)線收發(fā)模塊JF24D進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，用LCD1602來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。所以系統(tǒng)選用51芯片做為其核心控制模塊。（1）主控單片機(jī)采用一片STC宏晶科技STC89C51。（2）STC89C51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)10000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用宏晶科技公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。（1）溫度檢測(cè)控制硬件電路設(shè)計(jì)溫度的檢測(cè)主要依據(jù)DS18B20來(lái)采集，根據(jù)DS18B20的特點(diǎn)，本電路采用寄生電源供電方式，同時(shí)，為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)排阻來(lái)完成對(duì)總線的上拉。一條單總線上可以掛接若干個(gè)數(shù)字溫度傳感器，每個(gè)傳感器有一個(gè)唯一的地址碼。 報(bào)警電路 系統(tǒng)的輸入、輸出電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的輸入輸出電路是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)工作的基礎(chǔ)，同時(shí)也是對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)的了解。例如復(fù)位后PC=0000H，使單片機(jī)從第一個(gè)單元取指令。 按鍵復(fù)位電路，此時(shí)電源VCC經(jīng)電阻R6分壓，在RESET端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平，系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。片選：DIG112, DIG29, DIG38, DIG46公共腳：A11, B7, C4, D2, E1, F10, G5, DP3② LCD1602顯示電路： LCD1602顯示電路1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來(lái)的2條線是背光電源線 ，VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣，引腳說(shuō)明圖如下所示寄存器選擇控制表： 無(wú)線收發(fā)電路設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)電路的進(jìn)行雙工工作，即所采用的收發(fā)模塊既可作為發(fā)射模塊也可作為接收模塊。JF24D模塊的傳輸速率有1M/2M 并具有快速跳頻校驗(yàn)等功能，可在擁擠的ISM工作電壓：最大速率：1M/2M最大距離：100米模塊尺寸：(2) JF24D模塊引腳功能說(shuō)明腳位腳位功能說(shuō)明1+ （）2SPIMISOSPI總線數(shù)據(jù)輸出（JF24D數(shù)據(jù)輸出）3CERX、TX使能4SPISCKSPI總線時(shí)鐘5SPIMOSISPI總線數(shù)據(jù)輸入（JF24D數(shù)據(jù)輸入）6SPICSNSPI總線使能7NC空腳，沒(méi)有使用8IRQ TX active low發(fā)送或接受數(shù)據(jù)包標(biāo)志9NC空腳，沒(méi)有使用10GND, 的排針固定。出現(xiàn)死機(jī)，可以重新初始化。⑤模塊在初始化后復(fù)位或短暫斷電，上電后對(duì)寄存器FEATURE初始化前要先讀，如果是0，再下Activate+0x73命令，再初始化；如果不是0，就不需要初始化。⑧模塊與單片機(jī)連接上電后如果需要插拔模塊或單片機(jī)請(qǐng)斷開(kāi)電源，否則易損壞器件。③發(fā)射流程是先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后在寄存器組中時(shí)行設(shè)定，將芯片設(shè)置到PTX模式。將CE管腳置1,芯片進(jìn)入接收就緒狀態(tài)。⑦發(fā)射連續(xù)波：在按照表1完成初始化后，將寄存器組1寄存器REG4該為0x41110421可以讓JF24D在當(dāng)前設(shè)置的信道發(fā)射連續(xù)波。當(dāng)存在藍(lán)牙干擾時(shí)，由于藍(lán)牙通常在一個(gè)頻點(diǎn)的駐留時(shí)間小于625us，將重發(fā)延遲設(shè)置為700us就可以保證兩次發(fā)射不會(huì)都受干擾?？傊到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要協(xié)調(diào)這種時(shí)間滯后，使系統(tǒng)滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求。 主程序流程圖 讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫(xiě)。 LCD1602 顯示程序模塊LED顯示程序就是將總機(jī)收到的各個(gè)分機(jī)的溫度信息和機(jī)位代號(hào)在1602上顯示出來(lái),同時(shí)根據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的鍵盤(pán)命令顯示相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)方案設(shè)計(jì)的要求，調(diào)試過(guò)程共分三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬聯(lián)調(diào)。 硬件靜態(tài)的調(diào)試 應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號(hào)線路短路。在保證安裝無(wú)誤后，用替換方法排除錯(cuò)誤。 系統(tǒng)硬件調(diào)試電路的調(diào)試主要看接口以及連線是否正確，特別是4位數(shù)碼管的連線，由于4位數(shù)碼管的型號(hào)很多，剛開(kāi)始制作電路板前最好先進(jìn)行引腳的測(cè)試，不同廠家生產(chǎn)的數(shù)碼管有所區(qū)別。采取自下到上的方法，單獨(dú)調(diào)好每一個(gè)模塊，最后完成一個(gè)完整的系統(tǒng)調(diào)試。而Protues軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，首先對(duì)系統(tǒng)程序中的顯示子程序進(jìn)行調(diào)試，在Keil軟件上編好相應(yīng)的程序，先編寫(xiě)固定值進(jìn)行顯示，在程序的編寫(xiě)過(guò)程中，要注意4位數(shù)碼管的型號(hào)，是共陽(yáng)還是共陰的以及字模的選擇，特別是數(shù)碼管的管腳連線。完成溫度子程序和顯示子程序就可以一目了然的知道環(huán)境的溫度，這時(shí)進(jìn)行報(bào)警子程序的編寫(xiě)，對(duì)DS18B20采集到的溫度與所設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，超出設(shè)定范圍時(shí)進(jìn)行報(bào)警。對(duì)于總機(jī)的軟件設(shè)計(jì)大體與分機(jī)相同，少了溫度子程序的設(shè)計(jì)，而顯示子程序也采用了更好的LCD1602進(jìn)行顯示，這樣可以同時(shí)顯示多臺(tái)分機(jī)情況。 軟硬聯(lián)調(diào) 系統(tǒng)做好后，進(jìn)行系統(tǒng)的完整調(diào)試。51系列單片機(jī)的信號(hào)線大體分為讀、寫(xiě)信號(hào)線、片選信號(hào)線、時(shí)鐘信號(hào)線、外部程序存貯器讀選通信號(hào)（PSEN）、地址鎖存信號(hào)（ALE）、復(fù)位信號(hào)等幾大類(lèi)。對(duì)相應(yīng)的管腳進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試其收發(fā)頻率，以及相應(yīng)的操作結(jié)果。其次，對(duì)輸入電路的測(cè)試，采用LED燈的顯示來(lái)判斷輸入電路是否正常，即在按下鍵時(shí)LED燈點(diǎn)亮。完成上述調(diào)試時(shí)，主機(jī)部分的電路基本相同，也是依照相關(guān)步驟進(jìn)行測(cè)試。本次設(shè)計(jì)的基于DS18B20的溫度測(cè)量和JF24D無(wú)線傳送的遠(yuǎn)程溫度測(cè)量系統(tǒng)，它可以遠(yuǎn)程對(duì)溫度實(shí)現(xiàn)測(cè)量和監(jiān)控，適用于工業(yè)加工，農(nóng)業(yè)生活，環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域。而且本系統(tǒng)采用JF24D收發(fā)模塊，具有遠(yuǎn)程無(wú)線傳送功能，可以對(duì)遠(yuǎn)程環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與控制。針對(duì)本課題目前的研究進(jìn)展，作以下幾點(diǎn)展望：（1）本課題所設(shè)計(jì)的硬件電路和軟件程序，目前還處于調(diào)試待完善設(shè)計(jì)階段，部分功能模塊在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試通過(guò)。參考文獻(xiàn)[1](M) .北京:電子工業(yè)出版社 [2]，[3] [4],[5],[6],[7]:西安電子科技大學(xué)出版社,[8]肖來(lái)勝、：華中科技大學(xué)出版社,[9][M].北京:電子工業(yè)出版社,1997[10]. 天津：天津大學(xué)出版社, [11]，2008[12]，[13].sbit seg3=P2^2。 //驅(qū)動(dòng)鳴聲器sfr dataled=0x90。sbit KEY1=P2^6。uchar flag_get,count,num,minute,second。unsigned int ReadTemperature(void)。void delay(unsigned int i)。i++) { for(m=0。m220。 TMOD|=0x01。 TR0=1。 //P0，與JF24D相連 IRQ=1。 //切換到PTX模式 LED1 = 1。 //顯示 } else { if(temp/1000==0) { str[3]=0x00。 //個(gè)位溫度 str[0]=tab[temp%10]。 flag_get=0。 Delay(500)。 SPI_Write_Buf(WRITE_REG|10,TX_PIPE0,5)。 //寫(xiě)發(fā)射數(shù)據(jù)，無(wú)應(yīng)答 while(IRQ) 。 //讀STATUS寄存器 SPI_Write_Reg(FLUSH_TX,0)。num++。 if(second=60) {second=0。 //0x8。 dataled=str[1]。}if(count==4) {P2=0xfe。} }/*******************************************************************************/void delay(unsigned int i) //延時(shí)函數(shù){ while(i)。 //稍做延時(shí) DQ = 0。 x=DQ。for (i=8。 DQ = 1。}/**************************寫(xiě)一個(gè)字節(jié)*****************************************/void WriteOneChar(unsigned char dat){ unsigned char i=0。 DQ = datamp。 dat=1。unsigned int t=0。 // 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換delay(200)。 //讀取溫度寄存器等（共可讀9個(gè)寄存器） 前兩個(gè)就是溫度a=ReadOneChar()。 //零下標(biāo)志位置1 a=~a。 //高8位取反 bamp。 t=(t+1)*。 t=t*。code UINT8 RegArrFSKAnalogReg14[]={0x41,0x10,0x08,0x82,0x40,0x10,0x08,0xF2,0x7C,0xEF,0xCF}。/******************************** SPI_RW()***************************************/ UINT8 SPI_RW(UINT8 _byte) { UINT8 bit_ctr。 0x80)。 // 讀MISO當(dāng)前值 SCK = 0。 // 寫(xiě)寄存器地址+命令 SPI_RW(value)。 // 清零CSN，使能SPI SPI_RW(reg)。 // 返回寄存器的值}/*********************************讀多字節(jié)寄存器的值*************************/ void SPI_Read_Buf(UINT8 reg, UINT8 *pBuf, UINT8 bytes){ UINT8 byte_ctr。byte_ctrbytes。 CSN = 0。 byte_ctr++) // 寫(xiě)寄存器的值 SPI_RW(*(pBuf+byte_ctr))。 //清空接收FIFO value=SPI_Read_Reg(STATUS)。0xfd。 // 置位PWR_UP，PRIM_RX，進(jìn)入PRX模式}/***********************************切換到PTX模式**************************/void Enter_PTX(){ UINT8 value。//清零RX_DR、TX_DS、MAX_RT標(biāo)志value=SPI_Read_Reg(CONFIG)。 //清零PWR_UP位，進(jìn)入POWER_DOWN模式value=value|0x02。 // 置位PWR_UP，清零PRIM_RX，進(jìn)入PTX模式}/***********************************切換寄存器組*******************************/void SwitchCFG(char _cfg){ UINT8 Tmp。 if( ( Tmpamp。_cfg ) ) //判斷當(dāng)前寄存器組是否是將要切換的 { SPI_Write_Reg(ACTIVATE_CMD,0x53)。FIFO_STATUS_TX_FULL)==0) //判斷發(fā)射FIFO是否滿(mǎn) SPI_Write_Buf(type, pbuf, len)。 //讀接收FIFO } else { SPI_Write_Reg(FLUSH_RX,0)。 //如果不為空，繼續(xù)讀 return(