【正文】 RESET9RD/P3717WR/P3616P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PRDG30P31/TXD11P30/RXD10U3AT89S52123456781615141312111091KR4Res Pack3VCC 圖 顯示電路 電源電路 電源變壓器是將交流電網(wǎng) 220V 的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐怠? (7) Z 地址計(jì)數(shù)器 Z 地址計(jì)數(shù)器是一個(gè) 6 位計(jì)數(shù)器，此計(jì)數(shù)器具備循環(huán)記數(shù)功能，它是用于顯示行掃描同步。 DDF的狀態(tài)是指令 DISPLAY ON/OFF 和 RST 信號(hào)控制的。當(dāng) D/I=1 時(shí)，在下降沿作用下，圖形顯示數(shù)據(jù)寫入 DR，或在 E 信號(hào)高電平作用下由 DR 讀到DB7∽ DB0 數(shù)據(jù)總線。其中，段位式LCD 和字符式 LCD 只能用于字符和數(shù)字的簡(jiǎn)單顯示，不能滿足圖形曲線和漢字顯示的要求；而點(diǎn)陣式 LCD 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕上下左右滾動(dòng)，動(dòng)畫功能，分區(qū)開(kāi)窗口，反轉(zhuǎn)，閃爍等功能，用途十分廣泛。這就是 SCLK 時(shí)鐘線存在的原因，由 SCK 提供時(shí)鐘脈沖， SDI， SDO 則基于此脈沖完成數(shù)據(jù)傳輸。外圍設(shè)置 FLASHRAM、網(wǎng)絡(luò)控制器、 LCD 顯示驅(qū)動(dòng)器、 A/D 轉(zhuǎn)換器和 MCU 等。若此時(shí)自動(dòng)應(yīng)答開(kāi)啟，接收方則同時(shí)進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號(hào)。如果收到應(yīng)答，則認(rèn)為此次通信成功， TX_DS 置高，同時(shí) TX_PLD 從 TX FIFO 中清除 。 nRF24L01 是一款新型單片射頻收發(fā)器件 ,工作于 GHz～ GHz ISM 頻段。 DS18B20 在三線制應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將其三線焊接牢固；在兩線應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將 VCC 與 GND 接在一起，焊接牢固。另外單總線長(zhǎng)度也不宜超過(guò) 80M，否則也會(huì)影響到數(shù)據(jù)的傳輸。信息被發(fā)送到 /從 DS18B20 通過(guò) 1線接口，所以中央微處理器與 DS18B20 只有一個(gè)一條口線連接。華氏相當(dāng)于是 67 176。 C、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL。CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。 執(zhí)行內(nèi)部程序 /EA 應(yīng)接 VCC。該位置的 “1”后。在與FLASH 并行編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口可輸入某些控制信號(hào)。 P2 口用做輸出口時(shí)，可驅(qū)動(dòng)4 各 TTL 負(fù)載；用做輸入口時(shí)，先將引腳置 1，由內(nèi)部上拉電阻將其提高到高電平。在 FLASH 編程時(shí)， P0口接收代碼字節(jié)數(shù)據(jù)；在編程效驗(yàn)時(shí)， P0 口輸出代碼字節(jié)數(shù)據(jù) (需要外接上拉電阻 )。它與通用 80C51 系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳兼容。 因此，我們這里采用微功耗的 24L01 作為數(shù)據(jù)發(fā)送和接收模塊。作為混合信號(hào)和數(shù)字技術(shù) 的領(lǐng)導(dǎo)者， TI 公司創(chuàng)新生產(chǎn)的 MSP430，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠在保持獨(dú)一無(wú)二的低功率的同時(shí)同步連接至模擬信號(hào)、傳感器和數(shù)字組件。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢(shì)。直接把信號(hào)送給單片機(jī)進(jìn)行處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路，節(jié)省原件，且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線性度較好。 2. 2 方案論證 傳感器的選擇 方案一： 采用熱敏電阻， 熱敏電阻是 對(duì)熱敏感的半導(dǎo)體電阻，其阻值隨溫度變化的曲線呈非線性。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)是相互關(guān)聯(lián)的，不能截然分開(kāi)，硬件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮系統(tǒng)資源及 軟件的實(shí)現(xiàn)方法，而軟件設(shè)計(jì)時(shí)又要了解硬件的工作原理。它是計(jì)算機(jī)與青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 4 外部物理世界連接的橋梁。本設(shè)計(jì)在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案，最后通過(guò)硬 件和軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊。無(wú)法進(jìn)行當(dāng)前電腦應(yīng)用軟件的直接移值。它能和計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起成為獨(dú)立的監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)，是現(xiàn)代機(jī)器設(shè)備的計(jì)算機(jī)輔助診斷手段之一。 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)采集器的現(xiàn)狀 數(shù)據(jù)采集技術(shù)是一種使用且流行的電子技術(shù)。 20 世紀(jì) 80 年代后期，數(shù)據(jù)采集發(fā)生了很大的變化，工業(yè)計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，是青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 2 系統(tǒng)的成本減低，體積變小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強(qiáng)。大概在 60 年代后期，國(guó)內(nèi)外就有成套的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。測(cè)量技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)的主流，廣泛地深入到應(yīng)用工程的各個(gè)領(lǐng)域。若總分 60 分，“設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量” 24 分，建議不能提交論文評(píng)閱乃至答辯。文字通順、流暢。為了滿足系統(tǒng)要求，硬 件采用模塊化、開(kāi)放性設(shè)計(jì)，由軟件來(lái)配置、控制。 該采集系統(tǒng)是由傳感器、信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集硬件、通用計(jì)算機(jī)、軟件等要素構(gòu)成。論述觀點(diǎn)正確，材料比較充實(shí)，敘述層次分明，有較強(qiáng)的邏輯性。 15 15 1314 1112 10 ≤ 9 總分 是否同意將該設(shè)計(jì)（論文）提交答辯：是（ ） 否（ ) 具體評(píng)閱及修改意見(jiàn)： 評(píng)閱人： 年 月 日 注： A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)出設(shè)計(jì)（論文）各項(xiàng)目的具體得分，并填寫在相應(yīng)項(xiàng)目的評(píng)分欄中； 。我們已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的信息時(shí)代。由于該種數(shù)據(jù)采集測(cè)試系統(tǒng)具有高速性和一定的靈活性，可以滿足眾多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測(cè)試任務(wù)，因而得到了初步的認(rèn)可。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、標(biāo)準(zhǔn)總線和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，這一類在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多。這就使得以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它把安裝在設(shè)備上的震動(dòng)傳感器和過(guò)程傳感器所測(cè)得物理量作為輸入，配合各種測(cè)量分析技術(shù)以及多樣化的顯示格式組成一個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用于對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行定期巡回狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷。因而每個(gè)客戶的流程都要用嵌入式編程手 法去寫應(yīng)用軟件，工作量和維護(hù)量大，成本也就偏高。 系統(tǒng)通過(guò) AT89S52ATMEGA16對(duì)多通道的數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制，經(jīng)過(guò)處理后在 LCD12864 上進(jìn)行顯示。 在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天，數(shù)據(jù)采集的重要性是十分顯著的。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 5 第 2 章 系統(tǒng)分析與總體設(shè)計(jì) 通用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，硬件和軟件只有密切配合、協(xié)調(diào)一致，才能組成一個(gè)高性能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。關(guān)于信號(hào)的傳輸部分，我們也要作為重點(diǎn)去考慮怎樣才能使系統(tǒng)更加完善、更加準(zhǔn)確，在傳輸?shù)倪^(guò)程中盡量避免因外界干擾使得信號(hào)產(chǎn)生數(shù)據(jù)偏差，以便于該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬凑找髮?shí)現(xiàn)功能。 方案三：采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。而且，集成塊的使用，有效地避免外界的干擾，提高測(cè)量電路的精確度。 方案二：使用 MSP430 作控制器，超低功率 16 位 RISC 混合信號(hào)處理器MSP430 產(chǎn)品系列為電池供電測(cè)量應(yīng)用提供了最終解決方案。24L01 芯片有自動(dòng)重發(fā)功能，自動(dòng)檢查和重發(fā)丟失的數(shù)據(jù)包，這種性能是 CC1101所不具備的，該芯片使用的頻段為 全球開(kāi)放 ISM 頻段。兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)的AT89S52 單片機(jī)是一個(gè)低功耗、高性能 CHMOS 的單片機(jī)，片內(nèi)含 4KB 在線可編程 Flash存儲(chǔ)器的單片機(jī)。在該模式下， P0 口含有內(nèi)部上拉電阻 。 P2 口 ：具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。若外部的負(fù)載是低電平，則通過(guò)內(nèi)部上拉電阻向輸出電流。如果希望禁止 ALE 操作，可通過(guò)將特殊功能寄存器中位地 址為 8EH 那位置的 “0”來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了能夠從外部程序存儲(chǔ)器的 0000H至 FFFFH 單元中取指令， /EA 必須接地，然而要注意的是，若對(duì)加密位 1 進(jìn)行編程 ，則在復(fù)位時(shí)， /EA 的狀態(tài)在內(nèi)部被鎖存。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 12 123J412Y2XTAL100pFC13Cap100pFC15CapGNDVCCGND100pFC17Cap1KR25Res2GNDVCCEA/VPP31X119X218RESET9RD/P3717WR/P3616P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PRDG30P31/TXD11P30/RXD10U7AT89S52 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 溫度采集電路 DS18B20 簡(jiǎn)介 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有 LTM8877，LTM8874 等等。其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生。 B、溫度靈敏元件。C 至 +125 ℃ 。描述該 DS18B20 的數(shù)字溫度計(jì)提供 9 至 12 位（可編程設(shè)備溫度讀數(shù)。 DS18B20 采用外部供電方式，理論上可以在一根數(shù)據(jù)總線上掛 256 個(gè) DS18B20，但時(shí)間應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，如果掛接 25 個(gè)以上的DS18B20 仍舊有可能產(chǎn)生功耗問(wèn)題。 （ 3）測(cè)溫電纜線建議采用屏蔽 4 芯雙絞線，其中一對(duì)線接地線與信號(hào)線，另一組接 VCC 和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。 EA/VPP31X119X218RESET9RD/P3717WR/P3616P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PRDG30P31/TXD11P30/RXD10U8AT89S52VDD3I/O2GND1U10DS18B20GNDVCC 圖 溫度采集電路 無(wú)線傳輸電路模塊 無(wú)線傳輸模塊，采用集成芯片 24L01 來(lái)構(gòu)建收發(fā)電路。若自動(dòng)應(yīng)答開(kāi)啟，那么 nRF24L01 在發(fā)據(jù)后立即進(jìn)入接收模式，接收應(yīng)答信號(hào)（自動(dòng)應(yīng)答接收地址應(yīng)該與接收節(jié)點(diǎn)地址 TX_ADDR 一致）。當(dāng)接收方檢測(cè)到有效的地址和 CRC 時(shí)，就將 數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在 RX FIFO 中，同時(shí)中斷標(biāo)志位 RX_DR 置高， IRQ 變低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU 去取數(shù)據(jù)。 SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)為 PCB 的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡(jiǎn)單易用的特性，現(xiàn)在越來(lái)越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，比如 AT91RM9200. SPI總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，它可以使 MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信以交換信息 。通訊是通過(guò)數(shù)據(jù)交換完成的，這里先要知道SPI 是串行通訊協(xié)議，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)是一位一位的傳輸?shù)摹?LCD 可分為段位式 LCD、字符式 LCD 和點(diǎn)陣式 LCD。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 21 (2) 數(shù)據(jù)寄存器 (DR) DR是用于寄存數(shù)據(jù)的，與指令寄存器寄存指令相對(duì)應(yīng)。 DFF=1 為開(kāi)顯示（ DISPLAY OFF）， DDRAM 的內(nèi)容就顯示在屏幕上， DFF=0 為關(guān)顯示（ DISPLAY OFF）。 DDRAM 與地址和顯示位置的關(guān)系見(jiàn) DDRAM 地址表。 顯示電路如圖 所示。 穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)，負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓穩(wěn)