【正文】 .................... 25 基于單片機(jī)的溫度數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 概述 課題來源及基本技術(shù)要求 隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和生產(chǎn)需要，使用無線技術(shù)對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測已經(jīng)滲透到了生活 的 各個(gè)方面。 最后是 系統(tǒng) 的 軟硬件聯(lián)調(diào)， 使系統(tǒng)能夠 實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的 采集 與無線傳輸。 設(shè)計(jì)包括硬件 設(shè)計(jì) 和軟件 設(shè)計(jì) 兩大部分。首先是發(fā)射模塊，利用 DS18B20 溫度傳感器檢測溫度，將所檢測到的溫度數(shù)據(jù)以單總線的方式傳輸給單片機(jī)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)通過四位數(shù)碼管顯示 ，再由 NRF24L01 點(diǎn)對點(diǎn)的將數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)的顯示模塊。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 莄 蚈羇莇芀螇聿膀蕿螆蝿莆蒅 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于單片機(jī)的溫度數(shù)據(jù)無線 傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左 右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能分兩部分完成。 根據(jù)系統(tǒng)的主要功能， 提出了設(shè)計(jì)方案 并進(jìn)行了論證。 軟件 部分 采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，主要分為主程序 、溫度檢測子程序、無線發(fā)射子程序、無線接收子程序、數(shù)碼管顯示子程序五 部分。 wireless transmission。由于工業(yè)現(xiàn)場的空間往往會(huì)很大 ，需要檢測的設(shè)備也會(huì)很多，那么 問題就來了，傳統(tǒng)的布線就會(huì)不太適用 ，容易造成資源的浪費(fèi) 維修困難 ，現(xiàn)場 布線 的線路 復(fù)雜 不容易操作。 系統(tǒng)可以迅速的， 精準(zhǔn) 的對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的 檢測與顯示，發(fā)送與接收。 與上個(gè)模塊相比 區(qū)別在于， 這個(gè)模塊少了一個(gè)溫度檢測模塊 ，無線模塊的功能不同，其他的都相同。 預(yù) 期成果及其價(jià)值 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和 調(diào)試 完成后 ， 預(yù)期能 夠 實(shí)現(xiàn)以下功能： DS18B20 完成對溫度的自動(dòng)檢測，實(shí)時(shí)傳給單片機(jī)并在四位數(shù)碼管上顯示； NRF24l01 發(fā)送出去 ； ， 無線接收模塊 能夠 自動(dòng)接收數(shù)據(jù)通過單片機(jī)將溫度數(shù)據(jù)在四位數(shù)碼管上顯示。 2 設(shè)計(jì)方案選擇 總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)分 為 發(fā)射模塊和接收模塊兩個(gè)部分 。 S T C 8 9 C 5 2 R C單 片 機(jī) 處 理 器D S 1 8 B 2 0 檢 測 溫 度模 塊四 位 數(shù) 碼 管 顯 示模 塊N R F 2 4 L 0 1 發(fā) 送模 塊晶 振 復(fù) 位 電 路 圖 21 發(fā)射模塊 設(shè)計(jì) 框圖 此外 兩個(gè)模塊都用到了 ，作用是為兩個(gè)模塊的無線部分提供穩(wěn)定的 的電 源。 S T C 8 9 C 5 2 R C單 片 機(jī) 處 理 器N R F 2 4 L 0 1 接 收模 塊四 位 數(shù) 碼 管 顯 示模 塊晶 振 復(fù) 位 電 路 圖 22 接收模塊 設(shè)計(jì) 框圖 STC89C52RC 與 AT89C52 單片機(jī)的選擇 STC89C52RC 單片機(jī) 出自于 STC 公司 ， AT89C52 出自于 AT 公司。 AT公司和 STC 公司所生產(chǎn)的 52 單片機(jī)功能基本都相同，但相比于 AT 公司的 AT89C52 單片機(jī)， STC89C51RC具有價(jià)格便宜， 下載 程序相對 容易的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合以上分析單片機(jī) 的選擇 是 STC 公司的 52 單片機(jī)。NRF24L01 的引腳功能如表 21所示。 NRF24L01 引腳功能如圖 24所示。 圖 25 DS18B20 與熱敏電阻的選擇 傳統(tǒng)的溫度檢測元件大多數(shù)是用熱敏電阻為傳感器，利用熱敏電阻來檢測溫度。在對其進(jìn)行封裝后可以適用于許多不同的環(huán)境中，根據(jù)不同的需要可以相應(yīng)的改變外觀。 LED 四位 數(shù)碼管 與 LCD 液晶屏 的選擇 在 LED 數(shù)碼管和 LCD 液 晶屏的選擇中我選擇 的是 LED 數(shù)碼管，因?yàn)槠綍r(shí)學(xué)習(xí)的就是數(shù)碼管，對數(shù)碼管的使用和編程熟悉，雖然在硬件電路的 設(shè)計(jì) 上 LED 數(shù)碼管比LED液晶屏 復(fù)雜多了，但在熟悉程度上還是 對 LED 數(shù)碼管 比較熟悉 。四位一體的數(shù)碼管共用一組段選數(shù)據(jù)線，相比一個(gè)一體的電路簡單，焊接容易，編程 量小 ，所以選擇了四個(gè)一體的八段數(shù)碼管。 ，晶振電路決定著單片機(jī)的正常工作周期。在復(fù)位電路的 接法 上我采用的是最常用的接法， 只 由電阻和電容組成，電阻的大小為 1KΩ和 10KΩ，電容的大小為 10uF。在這次的設(shè)計(jì)中利用 DS18B20 作為測溫器件，使用編程控制來實(shí)現(xiàn)對溫度的自動(dòng)測量，將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出。 NRF24L01 無線模塊的六個(gè)端口功能如下： CSN： 片 選 信號端 端， 低電平有效 ； SCK： 模塊 控制的時(shí)鐘線 ； MISO： 模塊 控制數(shù)據(jù)線 ； MOSI： 模塊 控制數(shù)據(jù)線 ； IRQ： 模塊得 中斷信號 ； CE： 模塊 的模式控制線。 接收 模塊的電路如圖 34所示 。 1 2 3U 2A M S 1 1 1 7 3 . 3+ 3 . 3 V+ 5 VC 60 . 1 u FC 73 3 u F / 2 5 V 圖 35 S9012 放大電路 的設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 中 發(fā)射模塊與接收模塊在這 使用這 部分 電路時(shí)， 作用是 完全 一樣的，在硬件 的焊接 上 也 沒有區(qū)別，所以就 放在一起介紹 。在 此 次設(shè)計(jì)中選用了四個(gè) S9012 三極管，它們的基極分別 與 單片機(jī)的 、 、 、 相連，發(fā)射極分別連接數(shù)碼管的四個(gè)位選端 SMG SMG SMG SMG4， 集電極都接地 , S9012 三極管 的接法是根據(jù)數(shù)碼管是共陰極來接的。 在此次設(shè)計(jì)中選用的是四位共陰極數(shù)碼管，這是一種非常普遍的數(shù)碼管，四個(gè)數(shù)碼管共用同一組段選數(shù)據(jù)線 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 及 dp（小數(shù)點(diǎn)）。 SMG1SMG2SMG3SMG4abfcgdeDPY117421105abcdefg3dpdpabfcgdeDPYdp129DIG1DIG1abfcgdeDPYdpabfcgdeDPYdp8DIG36DIG4DS1DPY_7SEG_DP 圖 37 四位共陰極數(shù)碼管顯示電路 4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 軟件的總體設(shè)計(jì) a. 發(fā)射模塊 對于發(fā)送模塊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)循環(huán)的系統(tǒng)，系統(tǒng)不停的重復(fù)著同樣的工作。具體流程圖如圖 41所示。最后由單片機(jī)將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，通過單片機(jī)的 P0口在四位數(shù)碼管上顯示，其流程圖如圖 42所示。同樣的方式重復(fù)執(zhí)行，待系統(tǒng)停止工作后 DS18B20 溫度傳感才 會(huì) 停止工作，其流程圖如圖 43所示。其流程圖如圖 44 所示。其流程圖如圖 45所示。 開 始配 置 單 片 機(jī) I / O 口獲 取 十 進(jìn) 制 溫 度 數(shù)據(jù)數(shù) 據(jù) 分 解給 P 0 口 賦 值利 用 P 2 口 進(jìn) 行 選 通等 待 調(diào) 用 圖 46 四位數(shù)碼管顯示模塊的軟件設(shè)計(jì)流程圖 5 系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試步驟 硬件 進(jìn)行通 電檢查， 檢測 硬件 是否存在 短路， 線路有沒有接錯(cuò) ，再測量 供電模塊 所 提供的 電壓是不是所需要的 。將系統(tǒng)供電部分電池裝上，最后打開開關(guān)。 拍照記錄 。 圖 53 室溫為 ℃時(shí)的調(diào)試圖 6 結(jié)束語 在設(shè)計(jì) 的 開始階段 ，就 先 確定了自己的課題是基于單片機(jī)的溫度數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng) 利用了 當(dāng)下 一些 簡單實(shí)用的 測溫技術(shù)和 無線技術(shù)，能更準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)檢測溫度 和傳輸溫度數(shù)據(jù) ，而不受現(xiàn)場 環(huán)境 的影響 ， 于是確定 了 這次的課題。在 NRF24L01 無線模塊燒 壞后 ，我重新對硬件進(jìn)行了焊接， 選擇 穩(wěn)壓器對無線模塊進(jìn)行供電，這樣無線模塊的電源問題就得了到圓滿的解決。 所以在 以后的改進(jìn)中， 可以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成多對一或是多對多 ， 這樣就能將系統(tǒng)的作用進(jìn)一步 提升 ，具有更好的使用性 。 參考文獻(xiàn) [1] 郭天祥 .51單片機(jī) C語言教程 [M].北京：電子工業(yè)出版社， [2] 譚浩強(qiáng) .C程序設(shè)計(jì) [M].北京：清華大學(xué)出版社， 1999 [3] 張?zhí)m紅 ,鄒華等 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , [4] 戴佳 ,戴衛(wèi)恒 ,劉博文 .51單片機(jī) C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 , [5] 薛小鈴 ,劉志群 ,賈俊榮 .單片機(jī)接口模塊應(yīng)用與開發(fā)實(shí)例詳解 [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , [6] 唐繼賢 .51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例精解 [M].上海 :上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 , [7] 劉建輝 ,冀常鵬等 .單片機(jī)智能控制技術(shù) [M].北京 : 國防工業(yè)出版社 , [8] 王巧芝 ,鄭鋒 ,劉瑞國 ,高學(xué)輝 . 51 單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用從入門到精通 [M].北京：中國鐵道出版社 , [9] 江志紅編著 .51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)案例精選 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2020 [10] 晁陽 . 單片機(jī) MCS51原理及應(yīng)用開發(fā)教程 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [11] 龍脈工作室 .51單片機(jī) C語言應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全 [M].北京 :人民郵電出版社 ,2020 [12] 張毅剛 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京：高等教育出版社， 2020 [13] 彭偉 單片機(jī) C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100例 — 基于 8051+Proteus仿真 [M] 北京：電子工業(yè)出版社 [14] 張大明 . 單片機(jī)控制實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)及綜合應(yīng)用實(shí)例 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [15] 張齊，朱寧西 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) — 基于 C51的 Proteus仿真 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020. 致 謝 經(jīng)過了 一 個(gè)學(xué)前 的學(xué)習(xí)與努力，設(shè)計(jì)也到收尾 了階段 。 從設(shè)計(jì)初期的課題選擇，設(shè)計(jì)方案選擇，以及每個(gè)階段的檢查，老師都 很細(xì)心的 給我提供了建議 和指導(dǎo)。 然后還要感謝整個(gè)大學(xué)四年里所有給我上課的老師，他們教會(huì)了許多基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，為我在此次設(shè)計(jì)中能夠很好的使用單片機(jī)和 C語言打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在這里真誠的感謝他們。 typedef unsigned char uint。 sbit CSN=P1^0。 //段碼位 1 sbit SEG2=P2^2。 //******************************************************* seg1[10]={0x40,0x4F,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}。 //***********************************數(shù)碼管 09編碼 Ucharcodetab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x58,0xFF}。 sbit MAX_RT=sta^