【正文】 .....15 DS18B20 初始化 .................................................................15 數(shù)據(jù)的讀取與處理 .............................................................16 無線通信子程序 ..........................................................................19 NewMsgNRF905 初始化 ..................................................19 寄存器的配置 .....................................................................20 數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收 .............................................................22 溫度的顯示模塊 ..........................................................................24 按鍵子程序 .................................................................................25 結(jié) 論 .....................................................................................................27 致 謝 .......................................................................................................28 參考文獻 ..................................................................................................29 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 I 頁 摘 要 本文設計和構(gòu)建了糧食倉庫溫度檢測系統(tǒng)，主要用于實時在線監(jiān)測糧食倉庫中各個糧倉的溫度。本文采用廉價的單片機替代了價格昂貴的 PLC，降低了系統(tǒng)成本。在專用品種、綜合配套技術、貯運營銷上，應該研制具有中國知識產(chǎn)權的產(chǎn)品和技術。 ? 2. 單片機將有用數(shù)據(jù)加入數(shù)據(jù)位置編碼通過無線射頻模塊發(fā)射。 上訴分析可知 AT89s51 完全足以勝任數(shù)據(jù)處理與控制的任務。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 5 頁 NewMsg905se 模塊使用 ISM 開放頻段，由一個完全集成的頻率調(diào)制器，一個帶解調(diào)器的接收器，一人功率放大器，一個晶體震蕩器和一個調(diào)節(jié)器組成。在發(fā)送數(shù)據(jù)時自動加上字頭和 CRC 校驗碼，當發(fā)送完成后， DR 引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。 SPI 接口只有在掉電模式和 Standby 模式是激活的。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 7 頁 射頻寄存器的各位的長度是固定的。 按 鍵硬件設計 本設計中，按鍵基本有兩種功能，一是完成溫度上限的設定，二是完成測量點的選擇，二者工作不沖突，故為節(jié)省資源，可利用中斷的不同讓按鍵工作于兩種模式下，即采用按鍵復用。 MAX7219直接與單片機相連如下圖所示： abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 2D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 0D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 3D P Y _ 7 S E G _ D PR51 0 K+5abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 4D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 5D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 6D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 7D P Y _ 7 S E G _ D PABCDEFGDPC S 0C S 1C S 2C S 3C S 4C S 5C S 6C S 7ABCDEFGDPC S 0C S 1C S 2C S 3C S 4C S 5C S 6C S 7ABCDEFGDPABCDEFGDPABCDEFGDPABCDEFGDPDPGFEDCBAABCDEFGDPABCDEFGDPD I N1D I G 02D I G 43GND4D I G 65D I G 26D I G 37D I G 78GND9D I G 510D I G 111L O A D12C L K13S E G A14S E G F15S E G B16S E G G17I S E T18V+19S E G C20S E G E21S E G D P22S E G D23DOUT24M A X 7 2 1 9P 2 4P 2 5P 2 6 圖 26 MAX7219顯示驅(qū)動電路 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 10 頁 MAX7219 具有典型的三線串行接口 ， 命令與數(shù)據(jù)組成 16位字串 ，從 DOUT 引腳輸出 ， 當每一個 CLK 脈沖上升沿到來時 ， 串行數(shù)據(jù)從 DIN 引腳進入 MAX7219 內(nèi)部移位寄存器 ， 最先收到的是高位 。 MAX7219 所能直接驅(qū) 動的是共陰極小電流 LED 顯示器 ， 它不能直接驅(qū)動共陽極 LED 顯示器 ， 否則會損壞器件 。 主要包括發(fā)射端與接收端主程序如下： 系統(tǒng)溫度采集終端主程序?qū)崿F(xiàn) 發(fā)射端的主要任務就是溫度采集，并通過無線模塊 發(fā)送出去，并對讀取的溫度值了相應處理，分離出小數(shù)、整數(shù)，加入了測量點代碼。據(jù)該狀態(tài)可以來確定 初始化成功與否。 （ 6） 重復上（ 1）到（ 6）的操作到所有的字節(jié)全部發(fā)送完。 以下是 讀取溫度值及數(shù)據(jù)處理子程序 開 始初 始 化 D S 1 8 B 2 0寫 入 D S 1 8 B 2 0 命 令 字 0 x c c 跳 過 讀 序 列 號寫 入 命 令 字 0 x 4 4 啟 動 溫 度 轉(zhuǎn) 換初 始 化 D S 1 8 B 2 0寫 入 D S 1 8 B 2 0 命 令 字 0 x c c 跳 過 讀 序 列 號寫 入 0 x b e 讀 取 溫 度 命 令 字先 讀 取 溫 度 值 的 低 位 再 讀 取 溫 度 值 的 高 位數(shù) 據(jù) 處 理 分 離 出 整 數(shù) 部 分 放 在 t e m p 1分 離 出 小 數(shù) 部 分 放 在 t e m p 2 的 低 4 位 加 入編 碼 到 t e m p 2 的 高 4 位返 回 圖 讀取溫度值及數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 19 頁 如上圖所示， 讀取溫度值及數(shù)據(jù)處理應包括以下過程： （ 1） 對 DS18B20 初始化。故軟件設計中 主要包括 NewMsgNRF905 初始化， 寄存器的配置， 發(fā)射與接收程序，其具體流程分別如下所示： NewMsgNRF905 初始化 初始化的過程就是對無線模塊進配置的過程，其中相關配置的 參數(shù) 見附錄。 下面是通過無線模塊接收兩個字節(jié)的子程序流程圖： 開 始N R F 9 0 5 進 入 待 機 模 式 。 通過移位寄存器傳送 DIN 端的數(shù)據(jù) ， D8～ D11 是寄存器地址 。 按鍵子程序 另外通過中斷來設定溫度報警上限值（按鍵模式 1）；通過按鍵復用更改顯示不同測量點的溫度（按鍵模式 2）；其軟件設計流程如下： 按鍵模式 1： 開 始返 回關 中 斷清 屏 只 顯 示 調(diào) 節(jié) 位改 變 調(diào) 節(jié) 位分 離 出 上 限 值 的 十 位 與 個 位開 中 斷上 調(diào) （ 加 1 ）下 調(diào) （ 減 1 ）K E Y 1 = 1 ?K E Y 4 = 1 ?K E Y 3 = 1 ?K E Y 2 = 1 ?NNNNYYYY 圖 按鍵設定溫度報警上限值子程序流程圖 為了利用外部中斷的不同 來區(qū)別不同的模式，故采用了單獨的觸發(fā)按鍵，本模式由外部中斷 0（ INT0）端觸發(fā)，另外，為了調(diào)節(jié)的需要，設置了上調(diào)、下調(diào)改變調(diào)節(jié)位按鍵，另外為了系統(tǒng)使用的方便，專門增加的中斷結(jié)束按鍵。 特別感謝我的導師張延宇老師，他對當今前沿科技的敏銳洞察力與高超的技術水平激發(fā)了我對科學技術的前所未有的興趣，引導我走向科學研究的一個嶄新的舞臺。利用本系統(tǒng)對糧倉溫度監(jiān)控是一種實用且有效的技術手段。 MAX7219 中共有 14個數(shù)據(jù)和控制寄存器 。 必須將此引腳置低，使 905進入 standby模式 步驟二：發(fā)送 RRP指令 步驟三：循環(huán)調(diào)用 SpiRead函數(shù)，讀取接收到的數(shù)據(jù) 步驟四：等待 DR和 AM引腳復位為低電平 （中間夾有 CSN電平變化） 數(shù)據(jù)包接收完成！ 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 23 頁 下面是通過無線模塊發(fā)送兩個字節(jié)的子程序流程圖： 開 始C S N = 0 。下面要先介紹 SPI的讀寫操作，再介紹相關配置字的選擇。 （ 5）立刻讀取溫度值。 （ 3） 按先低位后高位的順序依次讀入 8 位。 （ 2） 延時確定的時間為 15 微秒。 x = 0 則 初 始 化 失 敗返 回 圖 溫度采集初始化流程圖 如上圖所示 DS18B20 的初始化 要完成以下工作： （ 1） 先設置好初始化成功標志， 將數(shù)據(jù)線置高電平 “1”。 考慮到系統(tǒng)的特點，采用 220V交流供電，故需要以下電壓變換： ~ 2 2 0 vC14 7 0 u fC21 0 0 u f1 32V VGNDIN OUT7 8 0 5+ 5 v 電壓源電路CRK B P C 1 0 0 5TT R A N S 1~ 9 v5V 圖 29 220V交流變 5V直流 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 12 頁 INENOUTGNDU0M IC 5 2 01 3. 35VC31 uF3 .3 V 圖 210 5V直流變 如上圖所示，為本系統(tǒng)提供了 5V和 3V的電壓，滿足了本系統(tǒng)的設計要求。本設計中未用到 DOUT端。而采用 LED 顯示器在亮度、可視角度和刷新速率等方面，都更具優(yōu)勢。本設計就是采用普通 I/O口模擬 SPI 接口的。 4）、發(fā)送有效數(shù)據(jù)（ TXPayload） 寄存器包含發(fā)送的有效 ShockBurst 數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，字節(jié)長度由配置寄存器設置。空閑模式有利于減小工作電流，其從空閑模式到發(fā)送模式或接收模式的啟動時間也比較短。 其引腳說明如 表 1 所示 ： 表 1： 針號 功能說明 縮寫 1 電源＝ ~ VCC 2 TX_EN＝ 1 為 TX 模式， TX_EN＝ 0 為 RX 模式 TX_EN 3 發(fā)送或接收數(shù)據(jù)使能 TRX_CE 4 芯片上電 PWR_UP 5 時鐘輸出（不用） uCLK