【正文】 is: The inspection range of the temperature is between 50 ℃ to 60℃ , and tolerance of the inspection of the temperature is = 177。我國(guó)近年對(duì)吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、 推動(dòng)倉(cāng)庫(kù)溫度自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)生了積極的作用，但多因能耗過(guò)大，造價(jià)高，品種未能配套，未能達(dá)到很好的效果。文中給出了各個(gè)模塊的原理圖及相關(guān)參數(shù)。 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 2 頁(yè) 第 2 章 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)基于 AT89s51 單片機(jī)的，由智能數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 完成 對(duì)倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)溫度的多點(diǎn)采集，并由 NRF905 為完成數(shù)據(jù)的無(wú)線 通信，數(shù)據(jù)接收后由單片機(jī) AT89S51 作為核心控制部件譯碼，由 MAX7219 驅(qū)動(dòng)的LED 數(shù)碼管顯示當(dāng)前的溫度值，外加一定的執(zhí)行電路來(lái)完成系統(tǒng)的報(bào)警等預(yù)期任務(wù)。 ? 4. 單片 機(jī)控制提取接收到的數(shù)據(jù)并送至顯示模塊適時(shí)顯示當(dāng)前溫度值，并根據(jù)鍵盤(pán)預(yù)先設(shè)定上限溫度值報(bào)警 。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 DQ1 2. 0 00 M H ZC13 0p FC23 0p FC31 0u FV C CR31 0KR e s e tS W P Bp 1. 01p 1. 12p 1. 23p 1. 34p 1. 45p 1. 56p 1. 67p 1. 78R S T9P 3. 0 ( R X D )10P 3. 1 ( T X D )11P 3. 2 ( / I N T 0 )12P 3. 3 ( / I N T 1 )13P 3. 4 ( T 0)14P 3. 5 ( T 1)15P 3. 6 ( / W R )16P 3. 7 ( / R D )17X T A L 218X T A L 119GND20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728/ P S E N29A L E ( / P R O G )30V P P ( / E A )31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40A T 89 S 51+5P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17P 20P 21P 22P 00P 01P 02P 03I N T 0I N T 1C40 .1 u FP 37圖 22 單片機(jī)最小系統(tǒng) 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 4 頁(yè) 溫度傳感器 溫度傳感器工作在現(xiàn)場(chǎng)，要求對(duì)溫度的適應(yīng)性較強(qiáng)，并有一定的精度要求，本文采用的 DS18B20 是智能數(shù)字溫度傳感器，滿足要求，并且輸出為數(shù)字信號(hào)，可與單片機(jī)直接通過(guò)一總線通信，方便了數(shù)據(jù)的采集和可靠性。 根據(jù)其時(shí)序特點(diǎn)給出 了 DS1820 和 89C51 單片機(jī)構(gòu)成的溫度測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用電路 如下： V C C1DQ2GND3D S 18 B 2 0D S 18 B 2 0R41 00 KDQ+5 圖 23 DS18B20 典型應(yīng)用 DS18B20 采集到的模擬信號(hào)通過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)一總線DQ 與單片機(jī)直接通信，無(wú)需 A/D 轉(zhuǎn)換，單片機(jī)從其寄存器中直接提 取數(shù)據(jù)再做相應(yīng)處理后，交由無(wú)線模塊發(fā)射。 new msg905se 模塊采用 電壓供電。 在 ShockBurstTM 收發(fā)模式下， RF905 自動(dòng)處理字頭和 CRC 校驗(yàn)碼。 在關(guān)機(jī)模式， RF905 的工作電流 最小，一般為 。 NewMsgRF905 寄存器配置 NewMsgRF905 的所有配置都通過(guò) SPI 接口進(jìn)行。 2）、 RF 配置寄存器（ RFConfiguration Register） 寄存器包含收發(fā)器的頻率、輸出功率等配置信息。在寄存器中的有效數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒 DR 指示。 RF905進(jìn)入關(guān)機(jī)模式或空閑模式時(shí)，寄存器中的內(nèi)容保持不變。 故采用獨(dú)立式按鍵電路，每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線 ,每個(gè) I/O 口的工作狀態(tài)互不影響，此類(lèi)鍵盤(pán)采用端口直接掃描方式。這樣便完成了按鍵預(yù)期功能。 由于單片機(jī)的 I/O 有限，為了更好的分配資源，顯示模塊要求用串行傳輸 。 下圖為 MAX7219 的時(shí)序圖 。 此時(shí)為典型段電流 37 mA。 其它模塊 電源模塊 本系統(tǒng)中除了 NRF905使用 壓外，其它均采用 5V電壓。 主程序流程 設(shè)計(jì)中要完成 按鍵設(shè)定溫度報(bào)警上限值（按鍵模式 1），按鍵更改顯示不同測(cè)量點(diǎn)的溫度（按鍵模式 2），但單片機(jī)不能一直處于查詢狀態(tài)，那樣太浪費(fèi)單片機(jī)資源，又不利于系統(tǒng)整體流程的復(fù)雜程度，故采用了中斷方式。 開(kāi) 始M A X 7 2 1 9 初 始 化 N R F 9 0 5 初 始 化開(kāi) 中 斷設(shè) 置 溫 度 上 限 值D R 有 下降 沿 ？設(shè) 置 N R F 為 接 收 模 式讀 取 N R F 9 0 5 中 寄 存 器 中 的 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 處 理 ， 從 所 讀 數(shù) 據(jù) 中 分 離 出整 數(shù) ， 小 數(shù) ， 代 碼 與 符 號(hào)整 數(shù) 部 分 在 溫度 上 下 限 間 ？置 位 S P E A KE R 端 報(bào) 警從 所 讀 數(shù) 報(bào) 據(jù) 中 分 離 出 溫 度的 十 分 位 ， 個(gè) 位 ， 小 數(shù) 位各 位 分 別 送 到 M AX 7 2 1 9 中 顯 示YYNN 圖 3 .2 系統(tǒng)主機(jī)終端主程序流程圖 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 15 頁(yè) 溫 度的采集及數(shù)據(jù)的處理 在本設(shè)計(jì)中采用 DS18B20 作 為溫度采集設(shè)備，它與單片機(jī)通過(guò)一總線通信，有嚴(yán)格的時(shí)序要求，為了方便接收端數(shù)據(jù)的處理，溫度采集后并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，并加入測(cè)量點(diǎn)識(shí)別碼；故其軟件設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括溫度的讀取與數(shù)的處理，具體流程如下所示： DS18B20 初始化 開(kāi) 始設(shè) 初 始 化 成 功 標(biāo) 志 x = 0通 信 線 D Q = 1 復(fù) 位 D S 1 8 B 2 0稍 做 延 進(jìn) 后 將 D Q 拉 低 D Q = 0精 確 延 時(shí) 大 于 4 8 0 u s通 信 線 D Q = 1稍 做 延 進(jìn) 后 x = D Q 。 （ 4） 延時(shí) 750 微秒（該時(shí)間的時(shí)間范圍可以從 480 到 960 微秒） 產(chǎn)生復(fù)位脈沖 。 本文此處介紹 DS18B20 讀一字節(jié)子程序，寫(xiě)一字節(jié)子程序，和讀取溫度值及數(shù)據(jù)處理子程序。 （ 4） 延時(shí)時(shí)間為 60 到 120 微秒 ，使寫(xiě)時(shí)間片結(jié)束 。 下是從 DS18B20 中讀取一個(gè)字節(jié)子程序： 開(kāi) 始讀 取 位 數(shù) 8 位 ， 設(shè) 變 量 i = 0 , 及 數(shù)據(jù) 存 放 變 量 d a t = 0通 信 線 D Q = 0 時(shí) ， 讀 周 期 開(kāi) 始數(shù) 據(jù) 存 放 變 量 d a t 右 移 一 位， 準(zhǔn) 備 接 收 下 一 位 數(shù) 據(jù)D Q = 1 , 給 脈 沖 信 號(hào)D Q = 1 ?d a t 最 高 位 置 1d a t 最 高 位 置 0返 回NYYNi = i + 1i = 8 ? 圖 DS18B20 中讀取一個(gè)字節(jié)子程序流程圖 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 18 頁(yè) 如上圖所示， 讀操作 同樣也有嚴(yán)格的時(shí)序要求 DS18B20 的讀操作 （ 1）將數(shù)據(jù)線拉低 “0”，讀時(shí)間片開(kāi)始 。 （ 5）延時(shí) 至 60 微秒 使讀時(shí)間片結(jié)束 。 （ 3） 再對(duì) DS18B20 初始化。 無(wú)線通信子程序 本設(shè)計(jì)中采用了 NewMsgNRF905 射頻模塊完成數(shù)據(jù)傳輸。 寄存器的配置 如上所述， 無(wú) 線模塊是通過(guò) SPI與單片機(jī)進(jìn)行通信的，所有配置字都是通過(guò) SPI接口送給 RF905。下面是 SPI 的寫(xiě)子程序流程圖： 開(kāi) 始返 回實(shí) 參 賦 給 D A T A B U F , 設(shè) 置 循 環(huán) 次 數(shù) i = 8D A T A B U F 中最 高 位 為 1 ？S P I 引 腳 M O S I 置 0準(zhǔn) 備 好 寫(xiě) 入 的 數(shù) 據(jù)S P I 引 腳 M O S I 置 1準(zhǔn) 備 好 寫(xiě) 入 的 數(shù) 據(jù)使 S P I 的 時(shí) 鐘 線 S C K 產(chǎn) 生 一個(gè) 下 降 沿 ， 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)D A T A 中 的 數(shù) 據(jù) 左 移準(zhǔn) 備 好 下 一 位 數(shù) 據(jù)i = 8 ?Y NYN 圖 SPI 的寫(xiě)子程序流程圖 步驟一： MOSI線準(zhǔn)備好需要發(fā)送的數(shù)據(jù)位 步驟二： SCK置高，器件讀取 MOSI線上的數(shù)據(jù) 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 21 頁(yè) 步驟三： SCK置低，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)的下一位 以上步驟循環(huán)執(zhí) 行 8次，通過(guò) SPI向器件發(fā)送數(shù)據(jù)完成！ 單片機(jī)也是通過(guò) SPI接口從 RF905中讀取數(shù)據(jù)的，下面是 SPI的讀子程序流程圖： 開(kāi) 始設(shè) 定 要 讀 入 數(shù) 據(jù) 的 位 數(shù) 為 8 。 S P I 禁 用數(shù) 據(jù) 讀 完D R | | A M ＝ 0 ？N R F 9 0 5 進(jìn) 入 接 收 模 式 。 N R F 9 0 5 進(jìn) 入 S T A N D B Y 模 式結(jié) 束 圖 無(wú)線模塊發(fā)送兩個(gè)字節(jié)的子程序流程圖 步驟一：通過(guò) SpiWrite 函數(shù)發(fā)送 WTP命令，準(zhǔn)備寫(xiě)入 TX有效數(shù)據(jù) 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 24 頁(yè) 步驟二：循環(huán)調(diào)用 SpiWrite向 TXPayload寄存器寫(xiě)入 TX有效數(shù)據(jù) （中間夾有 CSN電平變化） 步驟三：延時(shí) 步驟四：通過(guò) SpiWrite函數(shù)發(fā)送 WTA命令，準(zhǔn)備寫(xiě)入 TX地址 步驟五：循環(huán)調(diào)用 SpiWrite向 TXAddress寄存器寫(xiě)入 TX地址 步驟六： TRX_CE=1。D12～ D15為無(wú)關(guān)位 。程序流程 如下： 開(kāi) 始設(shè) 置 M A X 7 2 1 9 的 初 始 狀 態(tài) ；C S = 1 , C L K = 1 , D A T A = 1設(shè) 置 為 全 顯 示 方 式設(shè) 置 為 全 譯 碼 方 式置 為 正 常 顯 示 模 式清 除 所 有 顯 示 位置 為 最 大 亮 度返 回 圖 MAX7219初始化子程序流程圖 如上圖所示，所有向 MAX7219中寫(xiě)的 數(shù)據(jù)都是 DIN準(zhǔn)備好，在 CLK上河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 25 頁(yè) 升沿時(shí)送入相應(yīng)寄存器。 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 27 頁(yè) 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)努力，成功的實(shí)現(xiàn)了溫度測(cè)量點(diǎn)與監(jiān)控點(diǎn)的無(wú)線通信，并可由工作人員隨意查看各溫度測(cè)量點(diǎn)的溫度值，溫度值通過(guò)高亮度的 LED 適時(shí)顯示，很好的完成了本設(shè)計(jì)預(yù)定目標(biāo) 。對(duì)本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程為以后作應(yīng)用性的課題作了打下了 基礎(chǔ)。DXP 電路設(shè)計(jì)教程 (附盤(pán) ).電子工業(yè)出版社，2020 [7] AT89S51 Datasheet. ATMEL Corporation. 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 30 頁(yè) 附錄： NewMsgRF905 配置寄存器的相關(guān)說(shuō)明 表 2： RFConfigurationRegister 說(shuō)明 參數(shù) 位寬 說(shuō)明 CH_NO 9 同 HFREQ_PLL 一 起 設(shè) 置 中 心 頻 率 默 認(rèn) 值=001101100b=180d FRF= + CH_NOd/10 *(1+ HFREQ_PLLd)MHZ HFREQ_ PLL 1 設(shè)置 PLL 在 433 或 868/915MHZ 模式默認(rèn)值 =0 0 器件工作在 433MHZ 頻段 1 器件工作在868/915MHZ 頻段 PA_PWR 2 輸出功率默認(rèn)值 =00 00 10dBm 01 2dBm 10 +6dBm 11 +10dBm RX_RED_ PWR 1 降低接收模式電流消耗至 靈敏度降低默認(rèn)值=0 0 正常模式 1 低功耗模式 AUTO_ RETRAN 1 重發(fā)數(shù)據(jù)如果 TX 寄存器的 TRX_CE 和 TX_EN 被設(shè)置為高默認(rèn)值 =0 0 不重發(fā)數(shù)據(jù) 1 重發(fā) 數(shù)據(jù)包 RX_AWF 3 RX 地址寬度默認(rèn)值 =100 001 1 字節(jié) RX 地址寬度100 4 字節(jié) RX 地址寬度 TX_AWF 3 TX 地址寬度默認(rèn)值 =100 001 1 字節(jié) TX 地址寬度100 4 字節(jié) TX