基于gprs的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-浙江大學(xué)(編輯修改稿)
2025-09-10 11:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào) P3口P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向IO口可接收輸出4個(gè)TTL門電流當(dāng)P3口寫入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 P30 RXD串行輸入口 P31 TXD串行輸出口 P32 INT0外部中斷0 P33 INT1外部中斷1 P34 T0記時(shí)器0外部輸入 P35 T1記時(shí)器1外部輸入 P36 WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 P37 RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(hào) 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 ALEPROG當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)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(hào)此頻率為振蕩器頻率的16因此它可用作對(duì)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(chǔ)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MOVXMOVC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(wú)效 PSEN外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)在由外部程序存儲(chǔ)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(chǔ)器時(shí)這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn) EAVPP當(dāng)EA保持低電平時(shí)則在此期間外部程序存儲(chǔ)器0000HFFFFH不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)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(chǔ)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(lái)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(lái)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(chǔ)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(huì)建立一個(gè)脈沖電壓調(diào)節(jié)電容與電阻的大小可對(duì)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(hào)的輸入端復(fù)位信號(hào)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(hào)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(wú)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(duì)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(hào)由P1相和P2相構(gòu)成fosc可在2MHZ12MHZ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 XTAL1XTAL2管教相連組成時(shí)鐘電路C3R1以及S1與單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)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24 通信電路設(shè)計(jì) GPRS DTU的簡(jiǎn)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(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無(wú)線終端設(shè)備GPRS DTU就是用GPRS網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備它采用工業(yè)級(jí)嵌入式處理器內(nèi)嵌TCPIP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(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)化的通信方式可以輕松實(shí)現(xiàn)與Internet 的無(wú)線連接ZWG23A 具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍能使用移動(dòng)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)可應(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)支持?jǐn)?shù)據(jù)透明傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換支持備用數(shù)據(jù)中心支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互連功能支持 APN 虛擬專網(wǎng)業(yè)務(wù)支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)域名或IP 地址訪問支持永遠(yuǎn)在線空閑下線和空閑掉電三種工作方式支持短信和電話喚醒功能支持?jǐn)嗑€自動(dòng)重連功能具有連接時(shí)機(jī)可控功能節(jié)約流量支持本地和遠(yuǎn)程圖形化界面配置與維護(hù)支持短信配置與維護(hù)支持本地和遠(yuǎn)程固件升級(jí)RS232 DB9 串口具有流控信號(hào)線和上線指示信號(hào)線支持?jǐn)?shù)據(jù)中心虛擬串口功能無(wú)縫銜接現(xiàn)有上位機(jī)軟件支持 5V～26V 寬范圍供電工作電流最大 300mA 在線待機(jī)電流≤31mA休眠時(shí)≤14mA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)行圖就是ZWG23A的實(shí)物圖 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RS232CRS．422A等標(biāo)準(zhǔn)接口來(lái)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2所示圖2 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(dòng)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2是單片機(jī)與PC機(jī)通信接口電路圖2 單片機(jī)與PC機(jī)通信接口電路3下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)31 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(duì)單片機(jī)利用匯編語(yǔ)言編程包括向AT89C51對(duì)GPRS DTU的初始化以及對(duì)串行口通信速率短消息模式短消息中心號(hào)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(chǔ)器內(nèi)以便使用流程圖如圖34所示其中ABCD中斷子程序只是發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容不一致對(duì)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 0123對(duì)應(yīng)著不同的指示燈圖31 下位機(jī)軟件主流程圖32溫度采集程序設(shè)計(jì)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(cè)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(dòng)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 0DQ 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 tvalue1tflag 1 tvalue tvalue625溫度值擴(kuò)大100倍retu
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