【正文】 .................................................................... 7 方案確立 .............................................................................................. 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................. 9 單片機(jī) AT89S52 及其最小電路 .................................................................. 9 AT89S52 簡(jiǎn)介 .................................................................................... 9 AT89S52 引腳說(shuō)明 .......................................................................... 10 單片機(jī)的最小系統(tǒng) ......................................................................... 11 溫度采集電路 ............................................................................................. 12 DS18B20 簡(jiǎn)介 ................................................................................. 12 電路設(shè)計(jì) ......................................................................................... 14 無(wú)線(xiàn)傳輸電路模塊 ..................................................................................... 15 無(wú)線(xiàn)發(fā)送與接收電路 .................................................................................. 18 顯示電路 ...................................................................................................... 19 12864 的簡(jiǎn)介 ................................................................................ 19 12864 液晶模組接口 ....................................................................... 20 12864 的功能部件的介紹 ............................................................... 20 電源電路 ...................................................................................................... 22 第四章 軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 24 系統(tǒng)概述 ..................................................................................................... 24 程序設(shè)計(jì)流程圖及相應(yīng)程序 ................................................................... 24 發(fā)射部分主程序 ....................................................................................... 25 接收部分主程序 ....................................................................................... 29 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 IV 第 5 章 總 結(jié) .............................................................................................................. 31 致 謝 ............................................................................................................................ 32 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 33 附錄 1........................................................................................................................... 34 附錄 2........................................................................................................................... 37 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒 論 研究的目的和意義 21 世紀(jì)的今天，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步同時(shí)也帶動(dòng)了測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制設(shè)備不同于以前，它們?cè)谛阅芎徒Y(jié)構(gòu)上發(fā)生了翻天覆地的變化。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于 20 世紀(jì) 50 年代， 1956 年美國(guó)首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)，目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非成熟人員進(jìn)行操作，并且測(cè)試任務(wù)是由測(cè)試設(shè) 備高速自動(dòng)控制完成的。這類(lèi)系統(tǒng)主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也有一定的應(yīng)用。相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，單片機(jī)具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，而雙單片機(jī)又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c(diǎn)同時(shí)進(jìn)行采集，因此能夠開(kāi)發(fā)出能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)采集器是 80 年代中期出現(xiàn)的 先進(jìn)技術(shù)，是一種具有現(xiàn)場(chǎng)記錄和離線(xiàn)分析機(jī)器設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)功能的便攜式分析儀器。 目前國(guó)內(nèi)外通用的做法都是用嵌入式架構(gòu)來(lái)做便攜式數(shù)據(jù)采集器，采集器內(nèi)裝有嵌入式操作系統(tǒng)（各個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家獨(dú)立研制開(kāi)發(fā)，互不兼容），如 WINCE、windows mobile 或 andrios 操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序需要在操作系統(tǒng)上獨(dú)立開(kāi)發(fā)。 本設(shè)計(jì)采用 AT89S52 單片機(jī)作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制核心，系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)控制模塊、顯示模塊等幾部分。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用?？傊?，不論在哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)采集與處理越及時(shí)，工作效率就越高，取得的經(jīng)濟(jì)效益也越高。所以多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設(shè)計(jì)。因此采用模擬量 的傳感器顯然也不合適。部分功能電路的集成，使總體電路更簡(jiǎn)潔，搭建電路和焊接電路時(shí)更快。另外 AT89S52在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。 125 個(gè)頻點(diǎn)，滿(mǎn)足多點(diǎn)通信和調(diào)頻通信使用，支持 2M 的高速數(shù)據(jù)傳輸，減少發(fā)射的時(shí)間。 單片機(jī) AT89S52 及其最小電路 AT89S52 簡(jiǎn)介 如圖 31 所示為 AT89S52 芯片的引腳圖。 P0 也可用做訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)的低 8 位地址 /數(shù)據(jù)總線(xiàn)的復(fù)用線(xiàn)。在串行編程和效驗(yàn)時(shí)， 、輸出和移位脈沖引腳。 P3 口用做輸出口時(shí)，輸出緩沖器可吸收 4 各 TTL 的灌電流；用做輸入口時(shí)，首先將引腳置 1，由 內(nèi)部上拉電阻抬位高電平。在正常操作情況下， ALE 以振蕩器頻率的 1/6 的固定速率發(fā)出脈沖，它是用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，需要注意的是，每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 /EA/Vpp：訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器允許端。 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖如圖 所示?！?。 64 位激光 ROM 從高位到低位依次為 8 位 CRC、 48 位序列號(hào)和 8 位家族代碼 (28H)組成。可用數(shù)據(jù)總線(xiàn)供電，電壓范圍為 V至 V 無(wú)需備用電源，測(cè)量溫度范圍為 55 176。 溫度傳感器可編程的分辨率為 9~12 位 溫度轉(zhuǎn)換為 12 位數(shù)字格式最大值為 750 毫秒，用戶(hù)可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計(jì)，或任何熱敏感系統(tǒng) 。 本系統(tǒng)為多點(diǎn)溫度測(cè)試。 （ 2）有多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)傳感器出錯(cuò)自動(dòng)指示，進(jìn)行自 動(dòng)DS18B20 序列號(hào)和自動(dòng)排序，以減少調(diào)試和維護(hù)工作量。原理圖如圖 。 表 35 nFR24L01 工作模式 模式 PWRUP PRIMRX CE FIFO 寄存器狀態(tài) 接收模式 1 1 1 發(fā)射模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在 TX FIFO 寄存器中 發(fā)射模式 1 0 1→0 停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機(jī)模式 2 1 0 1 TX FIFO 為空 待機(jī)模式 1 1 0 無(wú)數(shù)據(jù)傳輸 掉電 0 NRF24L01 工 作原理：發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先將 nRF24L01 配置為發(fā)射模式：接著把接收節(jié)點(diǎn)地址 TX_ADDR 和有效數(shù)據(jù) TX_PLD 按照時(shí)序由 SPI 口寫(xiě)入nRF24L01 緩存區(qū)， TX_PLD 必須在 CSN 為低時(shí)連續(xù)寫(xiě)入，而 TX_ADDR 在發(fā)射時(shí)寫(xiě)入一次即可，然后 CE置為高電平并保持至少 10μs，延遲 130μs后發(fā)射數(shù)據(jù) 。 接收數(shù)據(jù)時(shí) ,首先將 nRF24L01 配置為青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 18 接收模式，接著延遲 130μs進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來(lái)。 SPI 接口主要應(yīng)用在 EEPROM， FLASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘， AD 轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號(hào)處理器和數(shù)字信號(hào)解碼器之間。 接下來(lái)就負(fù)責(zé)通訊的 3 根線(xiàn)了。 液晶顯示器 (LCD)具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其它顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近幾年來(lái)被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。當(dāng) D/I=0 時(shí)，在 E 信號(hào)下降沿的作用下，指令碼 寫(xiě)入 IR。 （ 4）顯示控制觸發(fā)器 DFF 此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開(kāi)和關(guān)的控制。數(shù)據(jù)為 1 表示顯示選擇，數(shù)據(jù)為 0 表示顯示非選擇。見(jiàn)附錄【 5】。10%左右的波動(dòng)，負(fù)載和溫度的變化而變化，因而在整流、濾波電路之后，還需要接穩(wěn)壓電路。 112233con1DY+3～1～24bridge1DQC5470UFC6220UFC8C7123V VGNDIN OUTU278L05D1REDR110K1 2 3P1DYSWVCC5 圖 電源原理圖 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 24 第四章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)概述 整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來(lái)了。 220V 交流電通過(guò) 9V 變壓器變?yōu)?9V 的交流 電， 9V 交流電通過(guò)四個(gè)二極管的全橋整流后變?yōu)?9V 直流電，然后經(jīng)過(guò)電解電容（ 470μF）進(jìn)行一級(jí)濾波，青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 23 以去除直流電里面的雜波，防止干擾。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20P1 Header 20GND1KR2RPotVCCGNDVCC10KR1Res2GND12864 LCDVCCEA/VPP31X119X218