【正文】 2腳： VDD接 5V正電源 第 3腳： V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比 度最高， 防止對(duì)比度過高時(shí) 產(chǎn) 生“鬼影”，可以通過一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對(duì)比度 第 4腳： RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 5腳： RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS和 RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS為低電平 RW為高電平時(shí)可以讀 12 忙信號(hào)，當(dāng) RS為高電平 RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6腳： E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15腳：接 +5V 第 16腳：接 GND 1602液晶顯示模塊是一 個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。 最后通過液晶顯示屏和數(shù)碼管的溫度數(shù)據(jù)對(duì)比，判斷是否可以進(jìn)行無線的溫度傳輸數(shù)據(jù)是否正確。 四． 無線溫度采集系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì) 基于 DS18B20的溫度測(cè)量裝置：溫度傳感器 DS18B20將被測(cè)環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成帶符號(hào)的數(shù)字信號(hào)（以十六位補(bǔ)碼形式，占兩個(gè)字節(jié)），輸出腳 I/O直接與單片機(jī)的 ， R1為上拉電阻，傳感器采用外部電源供電。 89S51是 整個(gè)裝置的控制核心， 89S51內(nèi)帶 1K字節(jié)的 FlashROM，用戶程序存放在這里。顯示器模塊由四位一體的共陽數(shù)碼管和 4個(gè) 9012組成。系統(tǒng)程序分傳感器控制程序和顯示器程序兩部分，傳感器控制程序是按照 DS18B20的通信協(xié)議編制。系統(tǒng)的工作是在程序控制下，完成對(duì)傳感器的讀寫和對(duì)溫度的顯示。 具體的電路圖如下： 圖 4. 串口電路 圖 13 圖 5. 顯示模塊電路圖 圖 6. 溫度采集模塊 五．上位機(jī)程序設(shè)計(jì) LabVIEW 前面板 14 圖 7. 程序開始界面 圖 8. 選擇上 位機(jī)監(jiān)控界面 15 圖 9. 歷史數(shù)據(jù)查詢界面 后面板 圖 10. 16 圖 11. 圖 12 17 圖 13 圖 14 18 圖 1 六 ． 系統(tǒng)調(diào)試與性能分析 我們 在元器件的布局方面，把相互有關(guān)的元件放得比較近，例如：晶振、單片機(jī)的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪音，在放置元件時(shí)的時(shí)候把它們靠近些。對(duì)于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路、開關(guān)電路等，我們盡量使其遠(yuǎn)離單片機(jī)的邏輯控制電路和存儲(chǔ)電路（ ROM、 RAM），更加有利于抗干擾，提高電路工作時(shí)的可靠性！ 我們的地線應(yīng)構(gòu)成閉環(huán)形式，提高了電路 的抗干擾能力。我們也安裝了三極管 7805進(jìn)行穩(wěn)壓，是我們的電路有穩(wěn)定的 +5V電源。我們?cè)诓贾秒娫淳€方面根據(jù)電流的大小盡是加粗直線寬度，在布線進(jìn)還使電源線、地線的走線方向與數(shù)據(jù)線的走線方向一致，在布線工作的，用地線將電路板的底層沒有走線的地方鋪滿，因?yàn)橛兄谠鰪?qiáng)電路的抗干擾能力。 我們選用 ，因?yàn)檫@樣有利于得到?jīng)]有誤差的波特率。特別是當(dāng)與單片機(jī)進(jìn)行通信的話，選用這種晶振比較好。 由于單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，測(cè)溫相當(dāng)準(zhǔn)確，我們主要時(shí)間花在了，單片機(jī)軟件程序的編輯和調(diào)試以及電 路模塊的制作方面。 在使用 nRF905 進(jìn)行無線傳輸時(shí)，使用的程序就是模塊自帶的程序，我們所要做的就是進(jìn)行稍許修改，進(jìn)行調(diào)用函數(shù)。 在進(jìn)行串口轉(zhuǎn)換時(shí)，要注意的就是與無線模塊對(duì)接時(shí)，單片機(jī)的 DB9 的 2， 3口所對(duì)應(yīng)的是無線傳輸模塊的 3， 2 口，因此，在焊接單片機(jī)的 DB9 接口時(shí)，與電路圖的 2，3腳要相互交換連接。 19 七 ． 設(shè)計(jì)總結(jié) 由于以前接觸到溫度傳感器的設(shè)計(jì)作業(yè)，所以這次的課程設(shè)計(jì)的主要模塊還是比較清楚的，對(duì)于無線收發(fā)模塊，還有傳輸協(xié)議不太了解 。另外，這次的作業(yè)還用到了 LABVIEW,對(duì)于這個(gè)軟件的操作 還是很熟悉的， 對(duì)于程序圖的繪制還是給了很多幫助。 在老師的指導(dǎo)下，最終完成本次試驗(yàn)們的無線溫度采集系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)溫度的無線采集，數(shù)字單總線溫度傳感器是目前最新的測(cè)溫器件，它集溫度測(cè)量， A/D 轉(zhuǎn)換于一體，具有單總線結(jié)構(gòu)，數(shù)字量輸出，直接與微機(jī)接口等優(yōu)點(diǎn)。既可用它組成單路溫度測(cè)量裝置，也可用它組成多路溫度測(cè)量裝置，文章介紹的單路溫度測(cè)量裝置已研制成產(chǎn)品 ,產(chǎn)品經(jīng)測(cè)試在 10℃ 70℃間測(cè)得誤差為 ℃ ,80℃≤ T≤ 105℃時(shí)誤差為 ℃ ,當(dāng) T105℃誤差為增大到 1℃左右。 20 附錄一 通訊協(xié)議 協(xié)議概述 ? 數(shù)據(jù)格式： 1 位起始位 8 位數(shù)據(jù)位 1 位停止位 無校驗(yàn)位 ? 波特率： 4800BPS、 9600BPS （缺省值）、 19200BPS 可供選擇 ? 通訊地址： 01~99，默認(rèn)地址為 01 ? Modbus 協(xié)議支持 RS23 RS485 傳輸方式，設(shè)備出廠默認(rèn)為 RS485 傳輸形式。 ? 數(shù)據(jù)包組織說明： ⑴．本協(xié)議中涉及到的 CRC 校驗(yàn)皆是對(duì)本幀中所有數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，且 校驗(yàn)位在傳輸時(shí)低位在前，高位在后。 遙信量一（基本遙信量） 命令格式： Slave Addr Function Star Addr Word Length CRC Check 01H 03H 0000H 0004H CRC 16 返回?cái)?shù)據(jù)： Slave Addr Function Length Data CRC Check 01H 03H 08H 8 Bytes CRC 16 數(shù)據(jù)定義： (8Bytes) 地址 意義 21 0000H 第一點(diǎn)溫度符號(hào)（ 0 負(fù) 1 正） 0001H 第一點(diǎn)溫度整數(shù)部分 0002H 第一點(diǎn)溫度小數(shù)部分 0003H 第一點(diǎn)溫度采樣時(shí)間 0004H 第二點(diǎn)溫度符號(hào)（ 0 負(fù) 1 正） 0005H 第二點(diǎn)溫度整數(shù)部分 0006H 第二點(diǎn)溫度小數(shù)部分 0007H 第二點(diǎn)溫度采樣時(shí)間 0008H 第三點(diǎn)溫度符號(hào)（ 0 負(fù) 1 正） 0009H 第三點(diǎn)溫度整數(shù)部分 000AH 第三點(diǎn)溫度小數(shù)部分 000BH 第三點(diǎn)溫度采樣時(shí)間 000CH 第四點(diǎn)溫度符號(hào)（ 0 負(fù) 1 正） 000DH 第四點(diǎn)溫度整數(shù)部分 000EH 第四點(diǎn)溫度小數(shù)部分 000FH 第四點(diǎn)溫度采樣時(shí)間 例如： 01 03 00 00 00 02 C4 0B 返回第一個(gè)溫度傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)。 01 03 04 XX XX XX XX CRC1 CRC2 01 03 00 00 00 04 44 09 返回第一個(gè)和第二個(gè)溫度傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)。 01 03 00 08 XX XX XX XX XX XX XX XX CRC1 CRC2 01 03 00 00 00 06 C5 C8 第 3 個(gè)溫度傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)。 01 03 00 0B XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX CRC1 CRC2 01 03 00 00 00 08 44 0c 第 4 個(gè)溫度傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)。 01 03 00 10 XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX CRC1 CRC2 01 03 00 02 00 02 65 cb 返回第二個(gè)溫度傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)。 01 03 04 XX XX XX XX CRC1 CRC2 錯(cuò)誤響應(yīng) 返回格式： Slave Addr Function Code CRC Check 01H COM+80H 1 Byte CRC 16 ? CODE： 01 – 功能碼錯(cuò) 03 – 數(shù)據(jù)錯(cuò) ? COM： 接收到的功能碼 參考文獻(xiàn) 22 [1]唐繼賢《 51 單片機(jī)工程應(yīng)用實(shí)例》 [2]鄭啟忠《數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 及無線溫度系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 [3]李春杰《基于一種新型嵌入式系統(tǒng)芯片的無限數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》 [4] 萬志平 ， 楊亦紅 . 基于 PTR8000 的無線多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 商場現(xiàn)代化 , Market Modernization, 2021 年 05 期 [5] 樓然苗 李光飛《 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例》 北京航空航天大學(xué)出版社 [6]《 nRF905 使用手冊(cè)》 [7]《 18B20 使用介紹》