【正文】 41 if(DR) { TRX_CE=0。 i++。 SCK=1 。 } SCK=0。 SCK=0。 uchar TxRxBuffer[5]。 SCON=0x50。 sbit AM = P1^3。 基于 nRF905 的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 37 //配置口定義 // sbit TXEN = P1^7。 DelayMs(1000)。 PWR=1。 TRX_CE=0。 while(!DR)。 //十位 SpiWrite(dis_buf[2])。 SpiWrite(0xE7)。 SCK=0。 while (i) { 基于 nRF905 的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 34 Delay(10)。 //正值整數(shù)部分 dis_buf[0]=tx/100。0x000f)*625/1000。 reset()。 } // uint Read_Temp(void)//讀取溫度 { union{ uchar tc[2]。 i0。 DQ = 0。 yes = DQ。} } // void delayUs(uchar us)//15us 延時(shí) { for(。 sbit LED2 = P3^5。 //SPI 口定義 // sbit MISO = P1^1。 其次，我要感謝在設(shè)計(jì)當(dāng)中給予我?guī)椭脑S多同學(xué)、朋友，特別是 王雷和全體網(wǎng)絡(luò)工作室組員 ， 他 們 也傾注了很多的精力給予我真誠(chéng)的幫助， 在我遇到困難解決不了的時(shí)候，是他們給了我動(dòng)力和信心，而且利用扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)幫我解決了不少問(wèn)題。 本設(shè)計(jì)能較好的測(cè)量溫度以及在上位機(jī)上顯示溫度變化和歷史溫度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 圖 上位機(jī) VB 程序界面 程序主要包括四個(gè)部分，即溫度曲線的顯示 、溫度數(shù)值顯示、統(tǒng)計(jì)計(jì)算和四個(gè)按鈕處理程序。 單片機(jī)編程 兩套模塊中，一套用于溫度采集，并將溫度數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊發(fā)送，另一套負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)并通過(guò)串口將數(shù)據(jù)送入上位機(jī)處理。 圖 無(wú)線收發(fā)模塊用戶接口 基于 nRF905 的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 系統(tǒng)的硬件電路圖 本系統(tǒng)由兩套 PTR8000 無(wú)線收發(fā)模塊組成。 PTR8000 工作模式由 TRX_CE,TX_EN， PWR_UP 來(lái)設(shè)置。只有在 SPI 的片選引腳 CSN 為低時(shí)， nRF905 才能 接收一條 SPI 指令，當(dāng)引腳 CSN 發(fā)生由高到低的跳變時(shí)， nRF905 才開(kāi)始接收 一條新的 SPI 指令。在待機(jī)模式時(shí)， nRF905 內(nèi)部的部分晶體振蕩器處于工作狀態(tài)。 （ 5） 當(dāng)一個(gè)正確的數(shù)據(jù)包接收完畢， nRF905 自動(dòng)移去 前導(dǎo)碼 、地址和 CRC校驗(yàn)位，然后 置高 引腳 DR。 （ 2） TRX_CE 和 TX_EN 被 MCU 置高， ShockBurstTM發(fā)送 模式被 激發(fā) 。nRF905 的工作模式由 TRX_CE,TX_EN 和 PWR_UP 三 引腳決定，詳見(jiàn)表 。 此外，功耗較低 。 回傳 EEPROM 內(nèi)容命令（ Recall E2），該命令執(zhí)行由 EEPROM 回傳 TH，TL 和配置寄存器數(shù)據(jù)到中間結(jié)果寄存器的第 2， 3， 4 字節(jié)。若 DS18B20 是由外部供電的，那么主機(jī)就可在該命令之后進(jìn)入讀時(shí)隙， DS18B20根據(jù)轉(zhuǎn)換完成與否做出反應(yīng)，如果轉(zhuǎn)換還在進(jìn)行中則給主機(jī)發(fā) 0，否則發(fā) 1。在單總線系統(tǒng)中，所有器件都通過(guò)一個(gè)三態(tài)門或開(kāi)漏極連接在單總線上，因此該總線需要一個(gè)上拉電阻。工作溫度范圍是 55~+125℃ ，溫度測(cè)量數(shù)據(jù)在 10~+85℃ 范圍內(nèi)精度達(dá)到 ℃ 。要產(chǎn)生“寫 1”時(shí)隙，主器件必須在拉低總線之后的 15μs內(nèi)釋放總線，這時(shí)上拉電阻會(huì)抬高總線；要產(chǎn)生“寫 0”時(shí)隙，主器件要在拉低總線之后的整個(gè)寫時(shí)隙周期內(nèi)一直保持低電平不變。在單總線通信協(xié)議中，將完成傳輸一位的時(shí)間稱為一個(gè)時(shí)隙。如果在單總線上有幾個(gè)從器件，那么主器件就可根據(jù)從器件唯一的 64 位 ID 代碼，確定與哪個(gè)從器件對(duì)話。因此，在單總線系統(tǒng)中規(guī)定了初始化命令、 ROM 命令和功能命令三種命令，主機(jī)通過(guò)這三種命令來(lái)訪問(wèn)從器件，且必須嚴(yán)格按照初始化命令、 ROM 命令和功能命令這個(gè)順序來(lái)進(jìn)行，如果出現(xiàn)混亂，單總線器件將不會(huì)對(duì)主機(jī)產(chǎn)生響應(yīng)。因而這種單總線技術(shù)具有線路簡(jiǎn)單、硬件開(kāi)銷少，且能傳輸數(shù)據(jù)、便于總線擴(kuò)展與維護(hù)等。 單片機(jī)的選型 本設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)是宏晶科技有限公司生產(chǎn)的 STC89C52 型單片機(jī)。 單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用 目前單 片機(jī)的應(yīng)用已深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)各個(gè)行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起到重要作用。 通用型單片機(jī)是一種基本芯片，它內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且適用性強(qiáng)，能滿足應(yīng)用需要。另外一套 nRF905 無(wú)線數(shù)傳模塊收到信號(hào)后，將經(jīng)過(guò)解調(diào)得到的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)串口再把數(shù)據(jù)傳給 VB 制作的上位機(jī)，最后經(jīng)過(guò)處理的溫度數(shù)據(jù)連同日期、時(shí)間和采集 點(diǎn)等信息被自動(dòng)錄入電腦保存并實(shí)時(shí)顯示在電腦屏幕上。 基于 nRF905 的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 2 方案的選取和可行性分析 方案的選取 傳統(tǒng)的測(cè)量大棚溫度數(shù)據(jù)的方法是采取溫度計(jì)測(cè)量，人工讀取的方法，這樣不僅不方便而且效率和準(zhǔn)確性都不高。又因?yàn)槠渫ㄐ拍K具有功率小、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，從而在 現(xiàn)代 工業(yè)和民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。為提高溫度測(cè)量效率，降低系統(tǒng)成本，擴(kuò)展傳輸距離，設(shè)計(jì)出一種新型溫度采集系統(tǒng)。 近幾年來(lái) 迅速發(fā)展的 微功率短距離無(wú)線通信技術(shù)，無(wú)線通信在野外機(jī)動(dòng)設(shè)備或人們不方便到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的地方得到越來(lái)越多的應(yīng)用。 第 五 章主要介紹 DS18B20 的簡(jiǎn)介， 介紹了 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理和 溫度采基于 nRF905 的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 集終端 的硬件電路，軟件的一些功能命令 。它具有功耗低、誤碼率低、工作穩(wěn)定、成本低和簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)，非常適合應(yīng)用推廣。為了強(qiáng)調(diào)其控制功 能，也有人稱它為微控制器 MCU。自微型計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，因?qū)嶋H應(yīng)用的需求，產(chǎn)生了兩個(gè)不同的發(fā)展 方向：一個(gè)是高速度、大容量、高性能；另一個(gè) 是穩(wěn)定可靠、微型、廉價(jià)。 單片機(jī)在家用電器等消費(fèi)電子類領(lǐng)域的應(yīng)用也是相當(dāng)廣泛的。最小系統(tǒng)電路圖如圖 。 單總線的工作原理 【 2】 單總線系統(tǒng) 是一個(gè)單主機(jī)的主從系統(tǒng)。從器件 DS18B20 要等待 15~60μs 才向主器件基于 nRF905 的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 發(fā)回應(yīng)答脈沖。所有單總線命令序列（初始化命令、 ROM 命令和功能命令）都是 由 這些基本的信號(hào)類型組成，并且發(fā)送的所有命令和數(shù)據(jù)字節(jié)都是 低 位在前。每個(gè)時(shí)隙只能傳輸一位數(shù)據(jù)，一個(gè)時(shí)隙持續(xù)至少 60μs。該數(shù)據(jù)在讀時(shí)隙開(kāi)始后 15μs內(nèi)有效，因此主器件必須在此期間采樣總線，讀出數(shù)據(jù)。 64 位 ROM 存儲(chǔ) DS18B20 的唯一器件識(shí)別碼，中間結(jié)果暫存器中有兩字節(jié)用來(lái)暫存溫度傳感器測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)。 圖 DS18B20 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用 DS18B20 的功能命令 【 12】 和所有單 總線器件一樣，訪問(wèn) DS18B20 也需要初始化、 ROM 命令和功能命令這三個(gè)步驟。發(fā)送時(shí)字節(jié)低位 先發(fā)。在讀時(shí)隙期間，寄生供電的 DS18B20 會(huì)拉低總線，外部供電的 DS18B20 會(huì)繼續(xù)保持總線高電平。圖 是 nRF905 的封裝和引腳分布 【 7】 。由以上分析可知， nRF905 的 ShockBurstTM收發(fā)模式有利于節(jié)約存儲(chǔ)器和微控制器資源，同時(shí)也減小了編寫程序的時(shí)間。 （ 2） 經(jīng)過(guò) 650us 之后 ， 不斷監(jiān)測(cè) nRF905，等待接收數(shù)據(jù) 。在掉電模式時(shí)， nRF905 工作電流最小，為 。只有當(dāng) nRF905 處于掉電或待機(jī)模式 時(shí)， nRF905 的 SPI接口才可以進(jìn)入工作狀態(tài)。此模塊通過(guò)一個(gè) 14 引腳的插針為用戶提供一個(gè)方便的接口， 各引腳功能如圖 所示。在發(fā)送模式下，地址匹配（ AM）和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒（ DR）信號(hào)通知單片機(jī)，一個(gè)有效地地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)接收完成。圖 為該部分原理圖。故用 MSComm 控件實(shí)現(xiàn)微機(jī)串口的數(shù)據(jù)通信相當(dāng)簡(jiǎn)單 【 8】 。在上位機(jī)顯示溫度實(shí)時(shí)變化的曲線圖不夠完善，有待改進(jìn)。 首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師 —— 趙波 老師，感謝老師給予我的大力支持和幫助。 //配置口定義 // sbit TXEN = P1^5。 sbit DR = P3^0。 while(n) {for(j=0。 delayUs(29)。 for (i=8。 } return(value)。 DQ = 1。 // Skip ROM write_byte(0xBE)。 tx=Read_Temp()。 } else { dis_buf[3]=(txamp。ix。 Delay(10)。 //寫發(fā)送地址 ,后面跟 4 字節(jié)地址 // SpiWrite(0xE7)。 SpiWrite(0x20)。 基于 nRF905 的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 35 TRX_CE=1。 CSN=1。i11。 LED1=1。 DelayMs(20xx)。 sbit SCK = P3^7。 TH1=0xfd。 while(TI==0)。i++){ _nop_()。 SCK=1。 _nop_()。 } //接收數(shù)據(jù)包 void RxPacket(void) { uchar i。} } //等待接收數(shù)據(jù)包 uchar temp。 LED2=0。 lcdbit=1。 基于 nRF905 的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 42 for(i=0。 } // void main(void) { uint i。 Ini_System()。打開(kāi)通信口 .DTREnable = True .RTSEnable = True = vbGreen If Err Then 39。顯示接收計(jì)數(shù) = = = = = w = 4 num = 0 With MSComm1 .CommPort = 1 .Settings = 19200,N,8,1 基于 nRF905 的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 46 .InputMode = 1 39。關(guān) 閉 OnComm 事件 n = 39。清除接收緩沖區(qū) .RThreshold = 1 39。退出 With MSComm1 = False If .PortOpen = True Then 39。 //等待接收完成 for(i=0。 LED1=0。i++){ SpiWrite(RFConf[i])。 SCK=0。 LED2=1。 TRX_CE=1。 while(DR) { TxRxBuffer[i] = SpiRead()。 ddata|=MISO。 SCK=0。 while (i) { Delay(10)。 } // //RF 寄存器配置 // unsigned char idata RFConf[11]= { 0x00, //配置命令 0x6C, //CH_NO,配置頻段在 0x0C, //輸出功率為 10db,不重發(fā) ， 節(jié)電為正常模式 0x44, //地址寬度設(shè)置，為 4 字節(jié) 0x04,0x04, //接收發(fā)送有效