【導(dǎo)讀】溫度是一個非常重要的參數(shù)。在工業(yè)、醫(yī)療、軍事和生活等許多。地方，都需要用到測溫裝置來檢測溫度。傳統(tǒng)直接布線測量不滿足要求，因此采用無線傳輸溫度檢測尤為必要。在實際溫度控制過程中既要求系統(tǒng)具有穩(wěn)定性、實時性又需要降低。種采用單片機AT89S52控制DS18B20實現(xiàn)的無線溫度測量系統(tǒng)。低功耗、實時性的無線溫度檢測是該設(shè)計的最大特點。

　　

【正文】 2 S3S4 圖 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 25 報警電路 當外界溫度超過預(yù)設(shè)溫度上下限時，為更加有效的引起用戶的注意，及時關(guān)注溫度的變化，本系統(tǒng)設(shè)計了聲報警電路。該電路由蜂鳴器和 NPN 三極管組成，具體電路如圖 所示。 Q18 5 5 0U 1 3B E L LBR1 0 0V C CP 3 7 圖 接收端報警電路 接收端與 PC 機通信 本系統(tǒng) 采用 MAX232 來完成 TTL EIA（美國電子工業(yè)聯(lián)合會）雙向電平轉(zhuǎn)換。 MAX232 內(nèi)部有電壓倍增電路和轉(zhuǎn)換電路，僅需 +5 V 電源便可工作，使用十分方便，其與 AT89S52 連接時可以采用最簡單的方式連接（見圖 ）， MAX232 的 T1 IN 引腳與 89S52 的串行輸入口線 P3． 1TXD相連， R1 OUT 引腳與 89S52 的串行輸入口線 P3． 0RXD 相連， MAX232 的T1 OUT、 R1 IN 分別于與 RS232 的 3引腳相連。 MAX232 泵電源引腳必須接 0． 1μf 電容，如圖中的 C C C C10。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 26 C 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5V s +2V s 6V C C16GND15T 1I N11T 1O U T14T 2I N10T 2O U T7R 1 O U T12R 1 IN13R 2 O U T9R 2 IN8U 1 2 M A X 2 32 V C CV C CGNDC71uC81uC91uC 1 01uC 1 11uR X DT X D162738495J 10S C 9 圖 單片機 與 PC機串口通信電路 電源電路設(shè)計 A、本系統(tǒng)單片機需要一組＋ 5V 電源，采用的電源電路如圖 所示。該電路是把 市電 220V 交流電壓經(jīng)電壓器降壓至 8V， 輸入進行全橋整流，成為脈動直流，經(jīng)過，一級濾波后送至 三端穩(wěn)壓集成電路lm7805 穩(wěn)壓，再經(jīng)二級濾波后即為＋ 5V輸出，圖 管組成了全橋整流電路， C1， C3 是一級濾波電容， U1 是穩(wěn)壓管lm7805， C4 是二級濾波電容。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 27 圖 +5V 電源電路 B、 本系統(tǒng)無線模塊需要一＋ 電源，采用電源電路如圖。該電路把先前轉(zhuǎn)換得到的＋ 5V電源經(jīng)過 低壓差電壓調(diào)節(jié)器 lm1117 轉(zhuǎn)換為＋ 電源。 V in1V o u t2GND3U5L M 1 1 1 7C 2 0104C 2 3104+ C 2 110u+ C 2 2100uV C C1J 8 0+ 3 . 3 V 圖 無線模塊 + 電源供電電路 其他外圍電路 本系統(tǒng)需要在溫度過高的情況下驅(qū)動繼電器，打開通風系統(tǒng)。 繼電器連接發(fā)送端單片機 口。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 28 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 單片機軟件設(shè)計 發(fā)送端軟件設(shè)計 本系統(tǒng)發(fā)送端采用 DS18B20 溫度傳感器采集溫度，經(jīng) AT89S52 收集處理數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)數(shù)碼管顯示，如果溫度過高，則單片機控制繼電器工作，再由 nRF24L01 模塊發(fā)送到接收端。其中包括 DS18B20和 nRF24L01模塊的初始化配置。軟件流程圖如 。 配 置 n R F 2 4 L 0 1 發(fā) 送 模 式復(fù) 位 D S 1 8 B 2 0開 始發(fā) 送 跳 過 R O M 命 令開 始 溫 度 轉(zhuǎn) 換讀 取 溫 度 值 繼 電 器 工 作溫 度 顯 示數(shù) 據(jù) 經(jīng) n R F 2 4 L 0 1 發(fā) 送發(fā) 送 成 功 ？溫 度過 高Y N圖 發(fā)送端程序流程圖 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 29 接收端軟件設(shè)計 本系統(tǒng)接收端采用 nRF24L01 無線模塊接收發(fā)送端傳來的溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機 AT89S52 在 LCD1602 液晶顯示器上顯示。溫度過高則報警電路工作。最后單片機把數(shù)據(jù)經(jīng) 串口傳輸給 PC 機。其中包括 nRF24L01模塊和 LCD1602 液晶顯示器的初始化。流程圖如 。 配 置 n R F 2 4 L 0 1 模 塊 為接 受 模 式初 始 化 L C D 1 6 0 2 顯 示屏接 受 溫 度 數(shù) 據(jù)顯 示 溫 度 數(shù) 據(jù)把 數(shù) 據(jù) 傳 給 P C 機開 始報 警 電 路 工作溫 度 過高圖 接受端程序流程圖 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 30 4 系統(tǒng)仿真 電源電路的仿真 +5V 電源電路仿真 使用 multisim 仿真，由家電 220V 經(jīng)過變壓器轉(zhuǎn)換成 交流電壓，再經(jīng)過橋式整流，后經(jīng) 7805 穩(wěn)壓芯片得到直流 5V 電壓。如圖 圖 +5V 電源設(shè)計仿真 發(fā)送端溫度采集與顯示仿真 發(fā)送端溫度采集與顯示電路由 Protues 仿真 軟件進行仿真。基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 31 DS18B20 接單片機 口。 P0 口接 4 位數(shù)碼管段選端， 分別接數(shù)碼管位選段 S4S1。當前 DS18B20顯示 ， LCD1602顯示 。顯示仿真成功。 圖 溫度采集及顯示仿真 接收端 LCD1602 顯示溫度仿真 接收端 接收到溫度數(shù)據(jù)后由單片機處理數(shù)據(jù)。由 LCD1602 液晶顯示器顯示。 1602 的數(shù)據(jù)端接單片機的 P0 口， RS， RW 和 E 端分別接 口。用 Protue 顯示仿真結(jié)果如圖 。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 32 圖 接收端 LCD1602液晶顯示仿真 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 33 5 硬件電路板設(shè)計 系統(tǒng)硬件原理圖 發(fā)送端原理圖 電源模塊：由 VCC 提供 +5V 高電平， Power 接口接入，經(jīng)過 LM1117降壓為 +，為 nRF24L01 模塊提供高電平。 顯示模塊： P1 口接無線模塊的控制端 口。 — 接數(shù)碼管段選端 D0D7。 無線模塊控制模塊：無線模塊由 P2 口控制。 溫度采集模塊：溫度采集由 DS18B20 I/O 端接入單片機 口。 單片機最小系統(tǒng)： X1， X2 接外部振蕩電路， RESET 端接復(fù)位電路，EA 端接高。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 34 圖 發(fā)送端原理圖 接收端原理圖 接收端由單片機主控電路、 USB 電源 +5V 接入、串口通信電路、無線模塊供電電路、 LCD1602 液晶顯示接口和報警電路組成。 單片機主控電路由 AT89S52 最小系統(tǒng)組成。 +5V 電源由 USB 接口提供給單片機和其他模塊 。接入后發(fā)光二極管點亮。 串口通信模塊由 DB9 和 RS232 的外圍電路組成。串口通信一邊接單片機的 RXD 和 TXD，一邊連接 PC 機。 LCD1602 顯示模塊數(shù)據(jù)端接單片機 P0 口， RS， RW， E 分別接單片機的 。 報警電路接單片機的 腳。由一個三極管和喇叭組成。 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 10 / T1P 11 / T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U180C 5 2C130P FC230P FC310UR110KY112M H zV C CGND1I/ O2V C C3U2D S 18 B 20V C CV C C12345678J1nR F 2 4l 01+ 3. 3 VV in1V o ut2GND3U5L M 111 7C8104C 11104+C910u+C 10100ue1d2dp3c4g5s46b7s38s29f10a11s112U37S E G123456789R P A KR E S P AV C CD0D1D2D3D4D5D6D7D0 D1D2D3D4D5D6D7S1 S2 S3S4S1S2S3S4V B U S1D2D+3GND4s he ll5s he ll6A1U S BV C CP 33+ 3. 3 V基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 35 E A / V P3 1X 11 9X 21 8R E S E T9R D1 7W R1 6I N T 01 2I N T 11 3T 01 4T 11 5P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 03 9P 0 13 8P 0 23 7P 0 33 6P 0 43 5P 0 53 4P 0 63 3P 0 73 2P 2 02 1P 2 12 2P 2 22 3P 2 32 4P 2 42 5P 2 52 6P 2 62 7P 2 72 8P S E N2 9A L E / P3 0T X D1 1R X D1 0U 18 0 C 5 2C 13 0 p FC 23 0 p FX 11 2 M H z1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0J 1C O N 2 01234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0J 2C O N 2 0X 1X 2V C CR 11 0 KC 31 0 u FR E S E TP 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5ER SD 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7R E S E T R X DT X DA L EP S E NI N T 0I N T 1T 0T 1R DW RX 1X 2P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7R E S E TR X DT X DI N T 0I N T 1T0T 1W RR DX 1X 2G N D P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5ER SP S E NA L EV C CD 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7V C CV B U S1D 2D +3G N D4s h e l l5s h e l l6U S BU S B12345J 3C O N 5R 21 0D I OL E DC 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5V s +2V s 6V C C1 6G N D1 5T 1 I N1 1T 1 O U T1 4T 2 I N1 0