基于單片機(jī)的無線多路溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-04 01:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 D為電源 地；VDD為外接供電電源輸入端。 ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼，每個DS18B20的64位序列號均不相同。64位ROM的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。 ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。圖1 DS18B20的管腳圖DS18B20中的溫度傳感器完成對溫度的測量，用16位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號位。例 如＋125℃的數(shù)字輸出為07D0H，＋℃的數(shù)字輸出為0191H，－℃的數(shù)字輸出為FF6FH，－55℃的數(shù)字輸出為 FC90H。 高低溫報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器均由一個字節(jié)的EEPROM組成，使用一個存儲器功能命令可對TH、TL或配置寄存器寫入。 RR0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)：R1R0=“00”，9位精度，；R1R0=“01”，10位精度，最大轉(zhuǎn)換時間為 ；R1R0=“10”，11位精度，最大轉(zhuǎn)換時間為375ms；R1R0=“11”，12位精度，最大轉(zhuǎn)換時間為750ms；未編程時默認(rèn)為12位精度。 高速暫存器是一個9字節(jié)的存儲器。開始兩個字節(jié)包含被測溫度的數(shù)字量信息；第5字節(jié)分別是TH、TL、配置寄存器的臨時拷貝，每一次上電復(fù)位時被刷新；第8字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯1；第9字節(jié)讀出的是前面所有8個字節(jié)的CRC碼，可用來保證通信正確。 PTR2000模塊介紹無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊ptr2000采用抗干擾能力較強(qiáng)的FSK調(diào)制/解調(diào)方式，其工作頻率穩(wěn)定可靠，外圍元件少、功耗極低且便于設(shè)計(jì)生產(chǎn)，這些有一些特性使得PTR2000非常適用于便攜機(jī)手持產(chǎn)品?？蓮V泛用于遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、無線標(biāo)簽、等系統(tǒng) 。無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的關(guān)鍵器件是無線收發(fā)芯片。以下是幾點(diǎn)選擇芯片或者模塊的選擇標(biāo)準(zhǔn)。收發(fā)芯片數(shù)據(jù)傳輸?shù)木幋a方式 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(yàn)，需要更多的內(nèi)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(dá)到標(biāo)稱速率的1/3。而采用串口傳輸?shù)男酒?，如NRF401系列的芯片，應(yīng)用及編程非常簡單，傳輸速率很高，標(biāo)稱速率就是實(shí)際速率，因?yàn)榇诘木幊滔鄬唵?，編程開發(fā)工作也很方便。收發(fā)芯片的分裝和管腳數(shù)較小的管腳以及分裝，有利于較少PCB面積，適合測控的設(shè)計(jì)。NRF401僅20腳，是管腳和體積最小的。同時NRF401還具有以下特點(diǎn)：工作頻率為國際通用的數(shù)據(jù)頻段433MHZ；采用FSK調(diào)制，直接數(shù)據(jù)輸入輸出，抗干擾能力強(qiáng)，特別適用工業(yè)控制場合，采用DSS+PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好，靈敏度高達(dá)105dBm；功耗小接受待機(jī)狀態(tài)時，電流僅為8UA，最大發(fā)射功率為10dBm，低工作電壓（）可滿足低功耗設(shè)備的要求，具有多個頻道，可方便的切換工作頻率特別適用于需要多信道工作的場合，工作速率最高可達(dá)20kbit/s，僅外接一個好、晶振和幾個阻容、電感元件，基本無需調(diào)試，由于采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度的設(shè)計(jì)，適用距離最遠(yuǎn)可達(dá)1000米。內(nèi)部電路圖如下： MAX813芯片介紹看門狗電路在單片機(jī)中以加電、掉電以及供電電壓下降情況下的復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度典型值為200 ms。獨(dú)立的看門狗輸出，如果看門狗輸入在1．6 s內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出將變?yōu)楦唠娖剑? V門限值檢測器，用于電源故障報(bào)警、電池低電壓檢測或＋5 V以外的電源監(jiān)控，低電平有效的手動復(fù)位輸入。各引腳功能及工作原理手動復(fù)位輸入端（）當(dāng)該端輸入低電平保持140 ms以上。工作電源端（VCC）：接+5V電源。電源接地端（GND）：接0 V參考電平電源故障輸入端（PFI）當(dāng)該端輸入電壓低于1．25 V時，5號引腳輸出端的信號由高電平變?yōu)榈碗婋娫垂收陷敵龆耍?電源正常時，保持高電平，電源電壓變低或掉電時，輸出由高電平變?yōu)榈碗娖??？撮T狗信號輸入端（WDI）程序正常運(yùn)行時，必須在小于1．6 s的時間間隔內(nèi)向該輸入端發(fā)送一個脈沖信號，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時器。若超過1．6 s該輸入端收不到脈沖信號，則內(nèi)部定時器溢出，8號引腳由高電平變?yōu)榈碗娖健?fù)位信號輸出端（RST）上電時，自動產(chǎn)生200 ms的復(fù)位脈沖；手動復(fù)位端輸入低電平時，該端也產(chǎn)生復(fù)位信號輸出。 看門狗信號輸出端（）。正常工作時輸出保持高電平，看門狗輸出時，該端輸出信號由高電平變?yōu)榈碗娖?。芯片管腳圖如下： MAX7219芯片介紹 MAX7219是Maxim公司推出的8位LED串行顯示驅(qū)動器，它采用3線串口傳送數(shù)據(jù)，占用資源少且硬件簡單，只需一個外部電阻即可方便地調(diào)節(jié)LED的亮度；可靈活地選擇顯示器的個數(shù)( 1～8個, 級聯(lián)可成倍增加)；可進(jìn)行譯碼或不譯碼顯示；內(nèi)含硬件動態(tài)掃描控制，可設(shè)置低功耗停機(jī)方式。引腳功能和工作原理 MAX7219采用24腳雙列直插式封裝，其引腳如圖3所示。SEGA～SEGG和DP分別為LED七段驅(qū)動器線和小數(shù)點(diǎn)線，供給顯示器源電流；DIG0～DIG7為8位數(shù)字驅(qū)動線，輸出位選信號，從每位LED共陰極吸入電流。圖3 MAX7219 引腳功能 DIN是串行數(shù)據(jù)輸入端。在CLK 的上升沿，一位數(shù)據(jù)被加載到內(nèi)部16位移位寄存器中，CLK最高頻率可達(dá)10MHz，由DIN端移入到內(nèi)部寄存器中；LOAD用在LOAD的上升沿，16位串行數(shù)據(jù)被鎖存到數(shù)據(jù)或控制寄存器中，LOAD必須在第16個時鐘上升沿的同時或之后、在下一個時鐘上升沿之前變高, 否則數(shù)據(jù)將被丟失。每組數(shù)據(jù)為16 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)包。其中D15～D12位不用，D11～D8位為內(nèi)部5個控制寄存器和8個LED顯示數(shù)據(jù)寄存器的地址，D7～D0位為5個控制寄存器和8個LED數(shù)碼管待顯示的數(shù)據(jù)，因?yàn)榭刂萍拇嫫髋c顯示數(shù)據(jù)寄存器獨(dú)立編址，所以可以通過程序?qū)γ總€寄存器進(jìn)行操作。MAX7219內(nèi)部有14個可尋址的控制字寄存器。MAX7219是八位串行共陰LED數(shù)碼管動態(tài)掃描驅(qū)動電路，其峰值段電流可達(dá)40mA，最高串行掃描速率為10MHz，典型掃描速率為1300Hz，僅使用單片機(jī)3個I/O口，即可完成對八位LED數(shù)碼管的顯示控制和驅(qū)動， 線路非常簡單，控制方便，外圍電路僅需一個電阻設(shè)定峰值段電流，同時可以通過軟件設(shè)定其顯示亮度；還可以通過級聯(lián)，完成對多于八位的數(shù)碼管的控制顯示。值得一提的是，當(dāng)工作于關(guān)閉（SHUTDOWN)方式時，不僅單片機(jī)仍可對其傳送數(shù)據(jù)和修改控制方式，而且芯片耗電僅為150uA。 1602液晶顯示屏介紹 工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符。（16列2行） 注：為了表示的方便 ，后文皆以1表示高電平，0表示第電平。 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中： 第1腳：VSS為電源地 第2腳：VDD接5V電源正極 第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。 第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點(diǎn)陣字符圖形，
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