基于gprs的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-24 17:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 復(fù)位電路按鍵復(fù)位是利用開關(guān)按鈕來實(shí)現(xiàn)的，即通電后，按下開關(guān)，使得瞬間RST端的電位與Vcc相同，隨著電容上儲能增加，電容電壓也增大，充電電流減少，RESET端的電位逐漸下降。這樣在RST端就會建立一個(gè)脈沖電壓，調(diào)節(jié)電容與電阻的大小可對脈沖持續(xù)的時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。RST引腳是復(fù)位信號的輸入端。復(fù)位信號是高電平有效。高電平有效的持續(xù)時(shí)間應(yīng)為24個(gè)振蕩周期以上。若時(shí)鐘頻率為6MHz，則復(fù)位信號至少應(yīng)持續(xù)4微秒以上，才可以使單片機(jī)復(fù)位。本次設(shè)計(jì)中采用按鍵復(fù)位的方法進(jìn)行復(fù)位操作。如下圖25所示。圖25 單片機(jī)復(fù)位電路 單片機(jī)時(shí)鐘電路單片機(jī)時(shí)鐘電路就是提供單片機(jī)內(nèi)部各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)的電路，沒有時(shí)鐘電路單片機(jī)就無法工作。設(shè)計(jì)中，采用由內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘的方法形成時(shí)鐘電路，具體如圖所示。內(nèi)部方式：在XTAL1和XTAL2端外接石英晶體作定時(shí)組件，內(nèi)部反相放大器自激振蕩，產(chǎn)生時(shí)鐘。時(shí)鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，即若石英頻率fosc＝6MHz，則時(shí)鐘頻率＝3MH2，因此，時(shí)鐘是一個(gè)雙相信號，由P1相和P2相構(gòu)成。fosc可在2MHZ—12MHZ選擇。小電容可以取30PF左右。圖26時(shí)鐘電路 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)圖27是單片機(jī)的外圍電路，主要包括晶振電路、復(fù)位電路、采集電路。單片機(jī)選用AT89C51，采集電路中的傳感器用DS18B20 數(shù)字溫度傳感器。圖中，CC2和Y1與單片機(jī)的 XTALXTAL2管教相連，組成時(shí)鐘電路，CR1以及S1與單片機(jī)的復(fù)位信號的輸入端相連，組成單片機(jī)復(fù)位電路，完成復(fù)位功能。右邊，溫度傳感器DS18B20接上下拉電阻，形成輸入電路部分，單片機(jī)根據(jù)溫度傳感器的輸入，形成輸出。這就是輸入部分的電路圖設(shè)計(jì)。圖27 單片機(jī)外圍電路圖 通信電路設(shè)計(jì) GPRS DTU的簡介GPRS DTU(Data Terminal unit)全稱數(shù)據(jù)傳輸單元，是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無線終端設(shè)備。GPRS DTU就是用GPRS網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備，它采用工業(yè)級嵌入式處理器，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧。為用戶提供高速，穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線，多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。 GPRS DTU 的選型ZWG23A 是一款基于GPRS 網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備，提供全透明數(shù)據(jù)通道，可以方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、無線、網(wǎng)絡(luò)化的通信方式。可以輕松實(shí)現(xiàn)與Internet 的無線連接。ZWG23A 具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣（移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，能使用移動電話的地方就可以使用）組網(wǎng)靈活快捷（安裝即可使用）、運(yùn)行成本低（按流量計(jì)費(fèi)）等諸多優(yōu)點(diǎn)?？蓱?yīng)用于電力系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、水處理、環(huán)境監(jiān)控、金融證券、煤礦、石油等行業(yè)。ZWG23A的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)l 支持?jǐn)?shù)據(jù)透明傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換l 支持備用數(shù)據(jù)中心l 支持點(diǎn)對點(diǎn)互連功能l 支持 APN 虛擬專網(wǎng)業(yè)務(wù)l 支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動態(tài)域名或IP 地址訪問l 支持永遠(yuǎn)在線、空閑下線和空閑掉電三種工作方式l 支持短信和電話喚醒功能l 支持?jǐn)嗑€自動重連功能l 具有連接時(shí)機(jī)可控功能，節(jié)約流量l 支持本地和遠(yuǎn)程圖形化界面配置與維護(hù)l 支持短信配置與維護(hù)l 支持本地和遠(yuǎn)程固件升級l RS232 DB9 串口，具有流控信號線和上線指示信號線l 支持?jǐn)?shù)據(jù)中心虛擬串口功能，無縫銜接現(xiàn)有上位機(jī)軟件l 支持 5V～26V 寬范圍供電l 工作電流最大 300mA 、在線待機(jī)電流≤31mA、休眠時(shí)≤14mAl 多重軟硬件可靠設(shè)計(jì)，復(fù)合式看門狗技術(shù)，使設(shè)備安全運(yùn)行圖28就是ZWG23A的實(shí)物圖28 GPRS DTU 實(shí)物圖 串口通信電路為了提高串行通信的可靠性，增大通信距離，一般采用標(biāo)準(zhǔn)串行接口、RS232C、RS．422A等標(biāo)準(zhǔn)接口來進(jìn)行串行通信。EIA RS232C是異步串行通信中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線，它包括了按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C(jī)械方面的規(guī)定。在微機(jī)通信中，通常使用RS232C接口即PC機(jī)的COM口，其引腳定義如圖29所示。圖29 RS232C引腳定義圖PC機(jī)的COM 口，輸入輸出為RS232C電平，而51單片機(jī)串行口的輸入輸出均為1frL電平。由于TTL電平和RS232C電平互不兼容，所以兩者接口時(shí)，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。電平轉(zhuǎn)換最常用的芯片是傳送線驅(qū)動器MC1488和接收器MC1489，其作用除了電平轉(zhuǎn)換外，還實(shí)現(xiàn)正負(fù)邏輯電平轉(zhuǎn)換。圖210是單片機(jī)與PC機(jī)通信接口電路。圖210 單片機(jī)與PC機(jī)通信接口電路 下位機(jī)總體軟件的設(shè)計(jì)在主程序流程圖中，系統(tǒng)軟件的重點(diǎn)在于對單片機(jī)利用匯編語言編程。包括向AT89C51對GPRS DTU的初始化以及對串行口通信速率、短消息模式、短消息中心號碼的初始化。這些初始化指令是通過AT指令寫入的，因此在編程時(shí)將這些常用到的AT指令編成表格，存放在AT89C51的程序存儲器內(nèi)，以便使用。流程圖如圖34所示。其中A、B、C、D中斷子程序只是發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容不一致，對應(yīng)的流程一致，因此使用一個(gè)中斷子程序表示；P2．i中i=0，1，2，3對應(yīng)著不同的指示燈。圖31 下位機(jī)軟件主流程圖溫度采集方面，首先初始化溫度傳感器，等待單片機(jī)的應(yīng)答，一旦單片機(jī)檢測到應(yīng)答脈沖，便執(zhí)行跳過ROM匹配操作命令，就可以使用內(nèi)存操作命令，啟動溫度轉(zhuǎn)換，延時(shí)一段時(shí)間后，等待溫度轉(zhuǎn)換完成。再執(zhí)行跳過ROM匹配操作命令，然后讀暫存器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果讀出，并轉(zhuǎn)為顯示碼，送到液晶顯示。溫度傳感器程序設(shè)計(jì)流程圖如下圖所示。圖32 DS18B20模塊程序流程圖DS18B20 溫度值讀取程序設(shè)計(jì)：void delay_18B20(unsigned int i){ while(i)。}void ds1820rst()/*ds1820復(fù)位*/{ unsigned char x=0。DQ = 1。 //DQ復(fù)位delay_18B20(4)。 //延時(shí)DQ = 0。 //DQ拉低delay_18B20(100)。 //精確延時(shí)大于480usDQ = 1。 //拉高delay_18B20(40)。 } uchar ds1820rd()/*讀數(shù)據(jù)*/{ unsigned char i=0?！? tflag=0。 else {tvalue=~tvalue+1。tflag=1。 }tvalue=tvalue*。//溫度值擴(kuò)大100倍retu
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