【正文】 因此可以說單片機的設計是軟件和硬件的結合，二者是密不可分的。② 具 有 模 擬 電 路 仿 真 、 數(shù) 字 電 路 仿 真 、 單 片 機 及 其 外 圍 電 路 組 成 的 系 統(tǒng) 的 仿真 、 RS232 動 態(tài) 仿 真 、 C 調 試 器 、 SPI 調 試 器 、 鍵 盤 和 LCD 系 統(tǒng) 仿 真 的 功 能 ；有 各 種 虛 擬 儀 器 ， 如 示 波 器 、 邏 輯 分 析 儀 、 信 號 發(fā) 生 器 等 。當數(shù)據(jù)開始傳送時，GD02 腳拉高，當傳送結束時，GD02 腳回復低電平狀態(tài)。因為條件限制，這里采用一個顯示電路表示數(shù)據(jù)的采集成功與否。用來顯示單片機成功傳送了數(shù)據(jù)。TB8:在方式2，3中，TB8是發(fā)送機要發(fā)送的第9位。CC2500原理圖如圖215：圖215 CC2500原理圖 射頻單元與單片機的連接單片機通過串口與無線模塊相連。兩路信號經(jīng)過濾波和放大后，直接通過模數(shù)轉換器(Analog to Digital Converter，ADC)轉換成數(shù)字信號。AT89C51 主要性能參數(shù)：? 與 MCS51 產(chǎn) 品 指 令 系 統(tǒng) 完 全 兼 容? 4K 字 節(jié) 可 重 擦 寫 Flash 閃 速 存 儲 器? 1000 次 擦 寫 周 期? 全 靜 態(tài) 操 作 ： 0HZ24MHZ? 三 級 加 密 程 序 存 儲 器? 128X8 字 節(jié) 內 建 RAM? 32 個 可 編 程 I/O 口 線? 2 個 16 位 定 時 /計 數(shù) 器? 6 個 中 斷 源? 可 編 程 串 行 UART 通 道? 低 功 耗 空 閑 和 掉 電 模 式單片機 AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。如圖 29圖29③讀時隙DS18B20 器件僅在主機發(fā)出讀時隙時，才向主機傳輸數(shù)據(jù)。表 23 是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報警上下限。如圖24：24 DS18B20連接設計圖DS18B20 采用３腳 PR－35 封裝或８腳 SOIC 封裝，其內部結構框圖如圖 2 所示。傳感器獲得信息正確與否，直接影響整個系統(tǒng)的精度，如果傳感器的誤差較大則隨后的測量電路、放大電路以及微處理器的精確度再高也是徒勞的，因此正確選用傳感器尤為重要。它的外圍電路簡單，使整個電源在PCB上的面積大大降低。在選擇無線收發(fā)芯片時應考慮需要以下幾點因素：功耗、發(fā)射功率、接收靈敏度、收發(fā)芯片所需的外圍元件數(shù)量、芯片成本、數(shù)據(jù)傳輸是否需要進行曼徹斯特編碼等。最終確定選擇方案三的AT89C51，因為51單片機具有好的適用性和強大的功能。從處理器的角度看，無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點基本可以分為兩類：一類采用以ARM 處理器為代表的高端處理器。無線通信協(xié)議是軟件中的一個重要問題，它直接關系到節(jié)點的各方面性能。該系統(tǒng)在鞋、家具、以及家用電器等嵌入傳感器，幫助老年人、患者及殘障人士獨立地進行家庭生活，必要時通過WSN向醫(yī)務人員、社會工作者請求幫助。同年，美國《商業(yè)周刊》未來技術專版，在論述四大新技術時，無線傳感器網(wǎng)絡也被列入其中。（5）網(wǎng)絡的動態(tài)拓撲、多跳路由：無線傳感器網(wǎng)絡是一個動態(tài)的網(wǎng)絡。我們注意到傳感器是為了監(jiān)控不同位置的條件，比如溫度、聲音、振動，壓力、運動的信息，所以其安裝位置一般來說都是具有典型代表性的。第一部分是無線傳感網(wǎng)絡的發(fā)展概況和未來，第二部分是無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的硬件設計，第三部分是無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的軟件設計。 電池供電。通常這些裝置很小很便宜，以便可以大量制造和部署，因此它們的資源(能源、存儲、計算速度和帶寬)嚴重受限。無線傳感器網(wǎng)絡具有以下特點：（1）無線傳感器網(wǎng)絡包括了大面積的空間分布：比如在軍事應用方面，可以將無線傳感器網(wǎng)絡部署在戰(zhàn)場上跟蹤敵人的軍事行動，智能化的終端可以被大量地裝在宣傳品、子彈或炮彈殼中，在目標地點撒落下去，形成大面積的監(jiān)視網(wǎng)絡。第四代傳感器網(wǎng)絡采用大量的具有多功能多信息獲取能力的傳感器，在通信方式上采用自組織無線接入，從而構成了現(xiàn)代意義的無線傳感器網(wǎng)絡。無線傳感器網(wǎng)絡被廣泛地應用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災檢測，比較常見的應用有：可通過跟蹤珍稀鳥類、動物和昆蟲的棲息、覓食習慣等進行瀕臨種群的研究等；可在河流沿線分區(qū)域布設傳感器節(jié)點，隨時監(jiān)測水位及相關水資源被污染的信息；在山區(qū)中泥石流、滑坡等自然災害容易發(fā)生的地方布設節(jié)點，可提前發(fā)出預警，以便做好準備，采取相應措施，防止進一步的惡性事故的發(fā)生；可在林區(qū)鋪設這些傳感器節(jié)點來監(jiān)測森林火警，一旦有危險，可立刻發(fā)出警報，消防人員也可以利用個人數(shù)字助理(PDA)生成監(jiān)測區(qū)域的溫度梯度場，以確定高溫區(qū)域：類似的應用還包括化工廠的事故監(jiān)控等。這些節(jié)點被安置在建筑物周圍，能夠有效地按照一定的程序組建成網(wǎng)絡進行突發(fā)事件(如槍聲、爆炸源等)的檢測，為救護、反恐等行動提供了強力手段。目前傳感器節(jié)點的軟硬件技術是傳感器網(wǎng)絡研究的重點。方案二：采用Freescale公司的HCS08，每個HCS08 系列的MCU 都是由HCS08 核加上幾個存儲器以及外設模塊組成。 其 DuoCeiverTM技 術 使 nRF2401可 以 使 用 同 一 天 線 ， 同 時 接 收 兩 個 不同 頻 道 的 數(shù) 據(jù) 。采用曼徹斯特編碼的芯片，在編程上會需要較高的技巧和經(jīng)驗，需要更多的內存和程序容量，并且曼徹斯特編碼大大降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩话銉H能達到標稱速率的1／3。當有多個大電流傳感器接入時，通常使用集成的模擬開關芯片來實現(xiàn)電源控制。作為單總線器件。DS18B20 有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。與DS18B20 的通信，是通過操作時隙完成單總線上的數(shù)據(jù)傳輸。對于 DS18B20 的讀時序分為讀 0 時序和讀 1 時序兩個過程。只需極少外部元器件，性能穩(wěn)定且功耗極低。它在片上集成了一個直流穩(wěn)壓器，能夠把3．3V電壓轉換成1．8V電壓。 串口的波特率波特率是通信中對數(shù)據(jù)傳送速率的規(guī)定。需要指出的是，對CHMOS的單片機而言，PCON還有幾位有效控制位。軟件開發(fā)的編程語言采用C語言實現(xiàn)．因為C語言比傳統(tǒng)的匯編語言更有優(yōu)勢。SPI 接口上所有的處理都同一個包含一個讀／寫位，一個突發(fā)訪問位和一個 6 位地址的頭字節(jié)在一起作用。CC2500 在固定長度通信模式下，可刪去長度域；在可變長度通信模式下，需要 8 位的長度域給出除去導言與同步字外所有數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。整個設計通過了軟件上的調試、仿真。致謝XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX參考資料[1]　李朝青.《單片機原理及接口技術（簡明修訂版） 》.杭州：北京航空航天大學出版社，1998[2]　李廣弟.《單片機基礎［Ｍ］ 》.北京：北京航空航天大學出版社，1994[3]　丁元杰.《單片微機原理》.北京：機械工業(yè)出版社，1994[4]　薛鈞義.《MCS51 系列單片微型計算機及其應用》.西安：西安交通大學出版社，1994[5]　張幽彤.《MCS8098 系統(tǒng)實用大全》.北京：清華大學出版社，1993[6]　何立民.《單片機微機原理及應用》. 北京：北京航空航天大學出版社，2022[7]　周航慈.《單片機應用程序設計技術》.北京：北京航空航天大學出版社，1991[8] 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IDLSMOD：波特率加倍位。（3）控制數(shù)據(jù)的傳輸速率接口應具備對數(shù)據(jù)傳輸速率（波特率）的控制選擇能力，即應具有波特率發(fā)生器?；鶐盘柕耐喾至亢驼环至恐苯颖粩?shù)模轉換器轉換為模擬信號，通過低通濾波器后，直接變頻到設定的信道上。LTC3400 輸出 外圍電路如圖 214：圖214 射頻模塊 無線射頻芯片CC2500CC2500芯片是Chipcon公司的第四代產(chǎn)品，工作頻率為2．4GHz，符合IEEE802．1 5．4規(guī)范。因而主機在讀時隙期間，必須釋放總線。DS18B20 器件要求采用嚴格的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。低５位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設置DS18B20 在工作模式還是在測試模式，DS18B20 出廠時該位被設置為０，用戶要去改動，R1 和Ｒ0 決定溫度轉換的精度位數(shù)，來設置分辨率。 DS18B20的使用方法由于 DS18B20 采用的是 1－Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對 AT89C51 單片機來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對 DS18B20 芯片的訪問。單總線系統(tǒng)是由掛在一對雙絞線(一根信號線，一根地線)上的單總線器件芯片，專門的通信協(xié)議組成，該系統(tǒng)中只有一個總線命令者，從者可以有多個。對于小電流工作的傳感器，可由處理器 I/O 口直接驅動，可以減少能量消耗。有些芯片似乎比較便宜，可是外圍元件使用很多昂貴的元件，如變容管、聲表濾波器等；還有些芯片收發(fā)分別需要兩根天線，會增加成本。方案二：采用n RF2401， nRF2401是 單 片 射 頻 收 發(fā) 芯 片 ， 工 作 于 ～ ISM頻 段 ，芯 片 內 置 頻 率 合 成 器 、 功 率 放 大 器 、 晶 體 振 蕩 器 和 調 制 器 等 功 能 模 塊 ， 輸 出 功 率和 通 信 頻 道 可 通 過 程 序 進 行 配 置 。MSP430系列單片機采用了RISC接口，具有豐富的尋址的方式，大量的寄存器以及片內數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算，還有高效的查表處理指令，有較高的處理速度，在8MHZ晶體驅動下指令周期為125ns。傳感器節(jié)點通常是一個微型的嵌入式系統(tǒng)，它的處理能力、存儲能力和通信能力相對較弱，通過攜帶能量有限的電池供電。另外軍事應用方面與災難預警的應用有相似之處，只是傳感器的監(jiān)測對象是敵軍情況而非意外災難。我國國家自然科學基金2022年將網(wǎng)絡傳感器中的基礎理論和關鍵技術列入計劃，2022年國家自然科學基會將水下移動傳感器網(wǎng)絡的關鍵技術列為研究重點。20世紀80年代，隨著相關學科的不斷發(fā)展和進步，傳感器網(wǎng)絡同時具有了獲取多種信息的綜合處理能力，并可通過串行或并行等接口與控制器相關聯(lián)，組成了有信息綜合和處理能力的傳感器網(wǎng)絡，這是第二代傳感器網(wǎng)絡。傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡技術中業(yè)已成熟的解決方案可以借鑒到無線傳感器網(wǎng)絡中來。所以將多種傳感器構建成網(wǎng)絡已經(jīng)成為研究的熱點。 由單片機系統(tǒng)構成傳感網(wǎng)絡節(jié)點。與