【正文】 就是串行 外圍設(shè)備接口。 （ 1） MOSI– SPI 總線主機(jī)輸出 / 從機(jī)輸入（ SPI Bus Master Output/Slave Input） （ 2） MISO– SPI 總線主機(jī)輸入 / 從機(jī)輸出（ SPI Bus Master Input/Slave Output) SCLK – 時(shí)鐘信號(hào)，由主設(shè)備產(chǎn)生 CS – 從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制（ Chip select），有 的 IC 此 pin 腳叫 SS 其中 CS 是控制芯片是否被選中的，也就是說(shuō)只有片選信號(hào)為預(yù)先規(guī)定的使能信號(hào)時(shí)（高電位或低電位），對(duì)此芯片的操作才有效。 顯示電路 本設(shè)計(jì)中顯示模塊用到的 LCD 是 12864。 RST=L，復(fù)位 18 VEE 液晶驅(qū)動(dòng)電源 19 VLED+ LED 電源正 () 20 VLED LED 電源地 12864 的功能部件的介紹 在使用 12864LCD 前先必須了解以下功能器件才能進(jìn)行編程。 BF=0 時(shí)，模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù)。 Y 地址計(jì)數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入后， Y 地址自動(dòng)加 1， Y地址指針從 0 到 63。此模塊的 DDRAM 共 64 行，屏幕可以循環(huán)滾動(dòng)顯示64 行。濾波的任務(wù)，就是把整流器輸出電壓中的波動(dòng)成分盡可能地減小，改造成接近穩(wěn)恒的直流電。此時(shí) 一個(gè)穩(wěn)定輸出 5V的電源已經(jīng)設(shè)計(jì)好，對(duì)于本設(shè)計(jì)它完全能夠滿足單片機(jī)及集成塊所需電源的要求。 5V 電源出來(lái)再經(jīng)過(guò)電解電容的二級(jí)濾波，使 5V 電源更加穩(wěn)定可靠。這種脈動(dòng)直流一般是不能直接用來(lái)給集成電路供電的，而要通過(guò)整流電路將交流電變成脈動(dòng)的直流電壓。 Z 地址計(jì)數(shù)器 可以用指令 DISPLAY START LINE預(yù)置。高 3 位是 X 地址計(jì)數(shù)器，低 6 位為 Y地址計(jì)數(shù)器， XY 地址計(jì)數(shù)器實(shí)際上是作為 DDRAM 的地址指針， X 地址計(jì)數(shù)器為 DDRAM 的頁(yè)指針， Y 地址計(jì)數(shù)器為 DDRAM 的 Y 地址指針。 （ 3）忙標(biāo)志： BF BF 標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況。 R/W=1,讀狀態(tài)。完成一位數(shù)據(jù)傳輸 ，輸入也使用同樣原理。 SPI 的通信原理很簡(jiǎn)單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，需要至少 4 根線，事實(shí)上 3 根 也可以（用于單向傳輸時(shí)，也就是半雙工方式）。 24L01 的工作原理圖如 所示。MAX_RT 或 TX_DS 置高時(shí)，使 IRQ 變低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU。 nRF24L01 功耗低 ,在以 6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有 9 mA 接收時(shí)，工作電流只有 mA，多種低功率工作模式 (掉電模式和空閑模式 )使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。 （ 4）實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要注意單線的驅(qū)動(dòng)能力，不能掛接過(guò)多的 DS18B20，同時(shí)還應(yīng)注意最遠(yuǎn)接線距離。在實(shí)際應(yīng)用中還可以使用一個(gè) MOSFET 將 I/O 口線直接和電源相連，起到上拉的作用。 因?yàn)槊恳粋€(gè) DS18B20 的包含一個(gè)獨(dú)特的序號(hào)，多個(gè) DS18B20 可以同時(shí)存在 于一條總線。 C 至 +85 176。 D、配置寄存器。這允許許多不同地方放置溫度靈敏器件。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹 小空 間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。 XTAL1：振蕩器反向放大器輸入端和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。若微控制器在外部執(zhí)行方式， ALE禁止位無(wú)效。 表 31 P3 口的替代功能 引腳 符號(hào) 說(shuō)明 RXD 串行口輸入 TXD 串行口輸出 /INT0 外部中斷 0 /INT1 外部中斷 1 T0 T0 定時(shí)器的外部的計(jì)數(shù)輸入 T1 T1 定時(shí)器的外部的計(jì)數(shù)輸入 /WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫(xiě)選 通 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 11 /RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀選通 RST：復(fù)位端。 CPU 訪問(wèn)外部 16位地址的存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口提供高 8 位地址。 P1 口可作普通 I/O 口。具有兩個(gè) 16 位可編程定時(shí)器；中斷系統(tǒng)是具有6 個(gè)中斷源、 5 個(gè)中斷矢量、 2 級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷結(jié)構(gòu)；震蕩器頻率 0到 33MHZ，因此我們?cè)诖诉x用 12MHZ 的晶振是比較合理的；具有片內(nèi)看門(mén)狗定時(shí)器；AT89S52 引腳圖如圖 所示。那么該采集系統(tǒng)通過(guò) 18B20 分點(diǎn)采集溫度之后經(jīng)過(guò) AT89S52 的數(shù)據(jù)處理后分別經(jīng)過(guò) 24L01 模塊的發(fā)射和接收，傳送到主機(jī)的 AT89S52，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理之后在 LCD 上顯示出來(lái)。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 7 數(shù)據(jù)傳輸部分 方案一：使用 CC1101 做無(wú)線發(fā)送和接收部分，這種模塊功耗低，最大發(fā)射功率 10mW，基于 FSK 的調(diào)制方式，采用高頻前向交錯(cuò)和信道交織編碼技術(shù)，隨機(jī)抗干擾和突發(fā)抗干擾的能力都比較強(qiáng)，誤碼率也比較低。 主控部分 方案一：采用 AT89S52 八位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。 DS18B20的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì) DS1820 和微控制器AT89S52 構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置，它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào)，可直接與計(jì)算機(jī)連接。 方案二：采用單片模擬量的溫度傳感器，比如 AD590， LM35 等。本次設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的是室內(nèi)溫度的采集，首先我們要對(duì)溫度采集系統(tǒng)所需要的硬件有個(gè)正確的選擇，以便能夠在設(shè)計(jì)既能打到目的，又能節(jié)省資源。因此選擇基于單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)是很有意義也是很有必要的。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理，各項(xiàng)性能良好，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)擴(kuò)展與升級(jí)，可以有效的滿足各種數(shù)據(jù)采集的需要。基于這樣的出發(fā)點(diǎn)，旭龍條碼整合多年的自主開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)聯(lián)合內(nèi)外部資源，開(kāi)發(fā)出了 XL828 這款便攜式數(shù)據(jù)采集終端產(chǎn)品。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)目前生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集器的廠已有 11 家，應(yīng)用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)采集器記性設(shè)備青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 3 監(jiān)測(cè)和診斷的企業(yè)已有數(shù)百家。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)也呈現(xiàn)出了速度快、通道多、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ DAS）。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過(guò)了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展。伴隨工業(yè)科技、農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，溫度測(cè)量需求越來(lái)越多，也越來(lái)越重要。 。 該生查閱文獻(xiàn)資料能力較強(qiáng)，能較為全面收集關(guān)于小型數(shù)據(jù)采集器的資料，寫(xiě)作過(guò)程中能綜合運(yùn)用小型數(shù)據(jù)采集器設(shè)計(jì)知識(shí)，全面分析小型數(shù)據(jù)采集器設(shè)計(jì)問(wèn)題，綜合運(yùn)用知識(shí)能力較強(qiáng)。 20xx 年 4 月 26 日 ~20xx 年 5 月 11 日：逐步解決遇到的問(wèn)題，形成初步的論文框架 。 本文詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的解決方案、組成結(jié)構(gòu)及其特性。 20xx 年 6 月 08 日 ~20xx 年 6 月 18 日：對(duì)論文進(jìn)行細(xì)節(jié)修改，最終定稿并制作 ppt 答辯 。 10 10 9 8 7 ≤ 6 綜合運(yùn)用能力 研究方案設(shè)計(jì)合理；設(shè)計(jì)方法科學(xué)；技術(shù)線路先進(jìn)可行；理論分析和計(jì)算正確；動(dòng)手能力強(qiáng)；能獨(dú)立完成設(shè)計(jì)（ 論文）；能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問(wèn)題；研究結(jié)果客觀真實(shí)。基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由將來(lái)自傳感器的信號(hào)通過(guò)放大、線性化、濾波、同步采樣保持等處理后，輸入 A／ D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后由單片機(jī)采集，然后利用 SPI 通信將數(shù)據(jù)送到主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、后期處理與顯示，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大、顯示直觀、界面友好、性價(jià)比高、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、機(jī)電一體化、智能家居等諸多領(lǐng)域。 近年來(lái)，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類(lèi)，一類(lèi)以儀表儀器和采集器、通用接口總線和計(jì)算機(jī)組成。盡管現(xiàn)在以微機(jī)為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡， 把它插在微機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)并輔以應(yīng)用軟件，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會(huì)對(duì)基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。例如數(shù)據(jù)遙測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采樣控制系統(tǒng)、視頻信號(hào)處理系統(tǒng)等等。其具有一體性、機(jī)動(dòng)性、體積小、重量輕、高性能，并適于手持等特點(diǎn)。是以 AT89S52作為控制芯片的硬件實(shí)現(xiàn)方法，然后建立系統(tǒng)的硬件部分對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。片上 Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在科學(xué)研究中，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獲得大量的動(dòng)態(tài)信息，是研究瞬間物理過(guò)程的有力工具，也是獲取科學(xué)奧秘的重要手段之一。這樣，由于各種因素會(huì)造成檢測(cè)系統(tǒng)較大的偏差；又因?yàn)闄z測(cè)環(huán)境復(fù)雜、測(cè)量點(diǎn)多、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)及各種干擾的影響，會(huì)使檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。即使能實(shí)現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，在一定程度上也增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。 采用溫度芯片 DS18B20 測(cè)量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個(gè)趨勢(shì)。既可以單獨(dú)對(duì)多 DS18B20 控制工作，還可以與 PC 機(jī)通信 .運(yùn)用主從分布式思想，由一臺(tái)上位機(jī)（ PC 微型計(jì)算機(jī)），下位機(jī)（單片機(jī)）多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集，組成兩級(jí)分布式多點(diǎn)溫度測(cè)量的巡回檢測(cè)系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。 方案二：使用 24L01 做數(shù)據(jù)傳輸部分， 24L01 是一中微功耗模塊，相比于CC1101 還要低很多，內(nèi)置 天線，體積小巧，方便集成使用。主要用到的元器件有單片機(jī) AT89S52（主控部分），溫度采集器 DS18B20， 24L01（作為數(shù)據(jù)傳輸模塊）， 12864（顯示屏）， 5V 電源（本設(shè)計(jì)購(gòu)買(mǎi)的成品電源）。作為輸入時(shí)，首先應(yīng)將引腳置 1。在 FLASH 并行編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口可輸入低字節(jié)地址。 P3 口：具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向口。在 Flash 編程期間，此引腳也可用于輸入編程脈沖（ /PROG）。在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)兩個(gè) /PSEN 信號(hào)。 復(fù)位電路：確定單片機(jī)起始的工作狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程。測(cè)量溫度范圍為 55℃ ～ +125℃ ，在 10℃ ～ +85℃ 范圍內(nèi)，精度為 177。 圖 DS18B20 方框圖 DS18B20 有 4 個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件： A、 64 位激光 ROM。 表 32 分辨率關(guān)系表 R0 R1 分辨率 /bit 最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 /us 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 14 1 1 12 750 電路設(shè)計(jì) DS18B20 的特點(diǎn)是 獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信 多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用，無(wú)需外部元件。C。 DS18B20 的 8 個(gè)引腳封裝， 1 接地， 4 、 2 數(shù)字 信號(hào)輸入輸出，一線輸出：源極開(kāi)路， 3 電源 可選電源管腳。尤其在使用 DS18B20 的高測(cè)溫分辨力時(shí)，對(duì)時(shí)序及電氣特性參數(shù)要求更高。設(shè)計(jì)總只需要把溫度采集器 DS18B20接到單片機(jī) P0 口就可以實(shí)現(xiàn)采集功能了。 表 34 DS18B20 功能引腳圖 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 16 引腳 名稱 引腳功能 描述 1 CE 數(shù)字輸入 RX 或 TX 模式選擇 2 SCN 數(shù)字輸入 SPI 片選信號(hào) 3 SCK 數(shù)字輸入 SPI 時(shí)鐘 4 MOSI 數(shù)字輸入 從 SPI 數(shù)據(jù)輸入腳 5 MISO 數(shù)字輸出 從 SPI 數(shù)據(jù)輸出腳 6 IRQ 數(shù)字輸出 可屏蔽中斷腳 7 VOD 電源 電源（ +3V） 8 VSS 電源 接地（ 0V） 9 XC2 模擬輸出 晶體 振蕩器 2 腳 10 XC1 模擬輸入 晶體振蕩器 1 腳 /外部時(shí)鐘輸入腳 11 VDDPA 電源輸出 給 RF的功率放大器提供的 + 12 ANT1 天線 天線接口 1 13 ANT2 天線 天線接口 2 14 VSS 電源 接地（ 0V） 15 VDD 電源 電源（ +3V） 16 IREP 模擬輸入 參考電流 17 VSS 電源 接地（ 0V） 18 VDD 電源 電源（ +3V） 19 DVDD 電源輸出 去耦電路電源正極端 20 VSS 電源 接地（ 0V） 通過(guò)配置寄存器可將 nRF241L01 配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電四種工作青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 17 模式，如表 35 所示。若發(fā)送堆棧中無(wú)數(shù)據(jù)且 CE為高，則進(jìn)入空閑模式 2。是 Motorola 首先在其 MC68 HCXX 系列處理器上定義的。這就允許在同一總線上連接多個(gè) SPI 設(shè)備成為可能。 12864 的簡(jiǎn)介 12864 是 128*64 點(diǎn)陣液晶模塊的點(diǎn)陣數(shù)簡(jiǎn)稱，業(yè)界約定俗成的簡(jiǎn)稱。 12864 內(nèi)部功能器件及相關(guān)功能如下： （ 1）指令寄存器 (IR) IR 是用于寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。利用STATUS READ 指令，可以將 BF 讀到 DB7 總線，從檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài)。 (6) 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDR