【導(dǎo)讀】基于AT89S51單片機(jī)倉(cāng)庫(kù)無(wú)線溫度檢測(cè)系統(tǒng)。論文完成時(shí)間：2020年5月20日。河南大學(xué)2020屆畢業(yè)論文開題報(bào)告。學(xué)號(hào)05020206姓名王宣峰導(dǎo)師姓名職稱張延宇(助教). 開題時(shí)間2020年12月1日。課題來(lái)源□導(dǎo)師指定□自定■其他來(lái)源。課題的目的、意義以及和本課題有關(guān)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析：。內(nèi)多個(gè)點(diǎn)的溫度檢測(cè)，超溫報(bào)警指示，要求成本低、可靠性高。止糧食霉變事故的發(fā)生，同時(shí)也節(jié)省了大量人力和物力，減輕了糧倉(cāng)管理。的工作強(qiáng)度，提高了糧庫(kù)管理效率，使糧食管理得到了安全可靠的保障。由于諸如價(jià)格等許多原因，目前我國(guó)許多糧倉(cāng)對(duì)環(huán)境溫度的測(cè)試還停留在。用單片機(jī)與LED顯示裝置及無(wú)線模塊構(gòu)成溫度接收與顯示裝置。數(shù)據(jù)的傳輸，如何完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理并準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的顯示于LED顯示數(shù)碼管。通信模塊與顯示終端通信，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的溫度值，系統(tǒng)流程圖及其實(shí)現(xiàn)。及顯示的相關(guān)工作。

　　

【正文】 并寫入讀取溫度命令字。 （ 5）立刻讀取溫度值。 （ 6） 數(shù)據(jù)處量，包括分離出小數(shù)部分，整數(shù)部分，以及加入編碼部分。 無(wú)線通信子程序 本設(shè)計(jì)中采用了 NewMsgNRF905 射頻模塊完成數(shù)據(jù)傳輸。單片機(jī)通過(guò) SPI 接口與 NewMsgNRF905 相接，并完成對(duì)其控制。故軟件設(shè)計(jì)中 主要包括 NewMsgNRF905 初始化， 寄存器的配置， 發(fā)射與接收程序，其具體流程分別如下所示： NewMsgNRF905 初始化 初始化的過(guò)程就是對(duì)無(wú)線模塊進(jìn)配置的過(guò)程，其中相關(guān)配置的 參數(shù) 見附錄。 以下是無(wú)線模塊的初始化流程： 開 始結(jié) 束S P I 使 能寫 N R F 9 0 5 配 置 命 令 字循 環(huán) 寫 入 1 0 字 節(jié) 的 配 置 信 息C S N = 1 結(jié) 束 本 次 S P I 操 作 圖 無(wú)線模塊的初始化流程圖 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 20 頁(yè) 由于無(wú)線模塊是通過(guò) SPI 與單片機(jī)進(jìn)行通信的，所以要先打開 SPI 接口，在循環(huán)寫入相關(guān)的十字節(jié)的配置信息，寫入完成后，關(guān)閉 SPI，以便其它操作。 寄存器的配置 如上所述， 無(wú) 線模塊是通過(guò) SPI與單片機(jī)進(jìn)行通信的，所有配置字都是通過(guò) SPI接口送給 RF905。必須進(jìn)行 SPI讀寫才能完成對(duì)無(wú)線模塊的相關(guān)配置，以及數(shù)據(jù)的讀取。下面要先介紹 SPI的讀寫操作，再介紹相關(guān)配置字的選擇。 配置字都是通過(guò) SPI 接口送給 RF905。下面是 SPI 的寫子程序流程圖： 開 始返 回實(shí) 參 賦 給 D A T A B U F , 設(shè) 置 循 環(huán) 次 數(shù) i = 8D A T A B U F 中最 高 位 為 1 ？S P I 引 腳 M O S I 置 0準(zhǔn) 備 好 寫 入 的 數(shù) 據(jù)S P I 引 腳 M O S I 置 1準(zhǔn) 備 好 寫 入 的 數(shù) 據(jù)使 S P I 的 時(shí) 鐘 線 S C K 產(chǎn) 生 一個(gè) 下 降 沿 ， 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)D A T A 中 的 數(shù) 據(jù) 左 移準(zhǔn) 備 好 下 一 位 數(shù) 據(jù)i = 8 ?Y NYN 圖 SPI 的寫子程序流程圖 步驟一： MOSI線準(zhǔn)備好需要發(fā)送的數(shù)據(jù)位 步驟二： SCK置高，器件讀取 MOSI線上的數(shù)據(jù) 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 21 頁(yè) 步驟三： SCK置低，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)的下一位 以上步驟循環(huán)執(zhí) 行 8次，通過(guò) SPI向器件發(fā)送數(shù)據(jù)完成！ 單片機(jī)也是通過(guò) SPI接口從 RF905中讀取數(shù)據(jù)的，下面是 SPI的讀子程序流程圖： 開 始設(shè) 定 要 讀 入 數(shù) 據(jù) 的 位 數(shù) 為 8 。并 初 始 i = 0D A T A B U F 左 移 一 位 ， 準(zhǔn)備 好 接 收 下 一 位 數(shù) 據(jù)S P I 時(shí) 鐘 線 S C K = 1輸 入 端M I S O = 1 ?D A T A B U F 中 最 低 位 置 1 D A T A B U F 中 最 低 位 置 0S P I 時(shí) 鐘 線 S C K = 0 讀 入 數(shù) 據(jù)返 回YYNNi = i + 1循 環(huán) 次 數(shù)i = 8 ? 圖 SPI 的讀子程序流程圖 步驟一： MISO線準(zhǔn)備好需要讀取的數(shù)據(jù)位 步驟二： SCK置高，主機(jī)讀取 MISO線上的數(shù)據(jù) 步驟三： SCK置低，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的下一位 以上步驟循環(huán)執(zhí)行 8次，通過(guò) SPI向器件發(fā)送數(shù)據(jù)完成！ 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 22 頁(yè) 所有的 SPI 操作都是為了數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，這里介紹數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā) 送接收的軟件實(shí)現(xiàn)。 下面是通過(guò)無(wú)線模塊接收兩個(gè)字節(jié)的子程序流程圖： 開 始N R F 9 0 5 進(jìn) 入 待 機(jī) 模 式 。 T R X _ C E = 0S P I 使 能 ， C S N = 0S P I 寫 ， 讀 入 數(shù) 據(jù) 命 令 字循 環(huán) 讀 入 兩 字 節(jié) 數(shù) 據(jù) ， 入 到 R x B u f [ i ] 中C S N = 1 。 S P I 禁 用數(shù) 據(jù) 讀 完D R | | A M ＝ 0 ？N R F 9 0 5 進(jìn) 入 接 收 模 式 。 T R X _ C E = 1YN返 回 圖 無(wú)線模塊接收兩個(gè)字節(jié)的子程序流程圖 步驟一： TRX_CE=0。 必須將此引腳置低，使 905進(jìn)入 standby模式 步驟二：發(fā)送 RRP指令 步驟三：循環(huán)調(diào)用 SpiRead函數(shù)，讀取接收到的數(shù)據(jù) 步驟四：等待 DR和 AM引腳復(fù)位為低電平 （中間夾有 CSN電平變化） 數(shù)據(jù)包接收完成！ 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 23 頁(yè) 下面是通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送兩個(gè)字節(jié)的子程序流程圖： 開 始C S N = 0 。 S P I 使 能S P I 寫 ， 寫 入 數(shù) 據(jù) 命 令 字依 次 寫 入 兩 個(gè) 字 節(jié) 的 數(shù) 據(jù) ， 存 放 到 送 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 中S P I 寫 ， 寫 入 地 址 命 令 字依 次 寫 入 4 個(gè) 字 節(jié) 的 數(shù) 據(jù) ， 存 放 到 送 地 址 寄 存 器 中S P I 禁 止 ； C S N = 1延 時(shí) 1 m sS P I 使 能 ； C S N = 0S P I 禁 止 ； C S N = 1令 T R X _ C E = 1 啟 動(dòng) 發(fā) 射延 時(shí) 1 m s 保 證 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 完 畢T R X _ C E = 0 。 N R F 9 0 5 進(jìn) 入 S T A N D B Y 模 式結(jié) 束 圖 無(wú)線模塊發(fā)送兩個(gè)字節(jié)的子程序流程圖 步驟一：通過(guò) SpiWrite 函數(shù)發(fā)送 WTP命令，準(zhǔn)備寫入 TX有效數(shù)據(jù) 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 24 頁(yè) 步驟二：循環(huán)調(diào)用 SpiWrite向 TXPayload寄存器寫入 TX有效數(shù)據(jù) （中間夾有 CSN電平變化） 步驟三：延時(shí) 步驟四：通過(guò) SpiWrite函數(shù)發(fā)送 WTA命令，準(zhǔn)備寫入 TX地址 步驟五：循環(huán)調(diào)用 SpiWrite向 TXAddress寄存器寫入 TX地址 步驟六： TRX_CE=1。 開始發(fā)送數(shù)據(jù) 延時(shí)， nRF905數(shù)據(jù)發(fā)送完成 溫度的顯示模塊 同樣節(jié)省 了 I/O接口資源， MAX7219 和 AT89s51 采用串行方式傳輸數(shù)據(jù) ， 數(shù)據(jù)格式為 16 位 ， 發(fā)送到 DIN 端的串行數(shù)據(jù)在每個(gè) CLK 的上升沿移至內(nèi)部 16 位移位寄存器中 ,然后在 LOAD 的上升沿 ， 將數(shù)據(jù)鎖存到數(shù)字或控制寄存器中 。 通過(guò)移位寄存器傳送 DIN 端的數(shù)據(jù) ， D8～ D11 是寄存器地址 。D0～ D7 為數(shù)據(jù) 。D12～ D15為無(wú)關(guān)位 。MAX7219 接收的第 1 位為 D15。 MAX7219 中共有 14個(gè)數(shù)據(jù)和控制寄存器 。 MAX7219 與 AT89s51 的編程 ， 主要為初始 化子程序 。程序流程 如下： 開 始設(shè) 置 M A X 7 2 1 9 的 初 始 狀 態(tài) ；C S = 1 , C L K = 1 , D A T A = 1設(shè) 置 為 全 顯 示 方 式設(shè) 置 為 全 譯 碼 方 式置 為 正 常 顯 示 模 式清 除 所 有 顯 示 位置 為 最 大 亮 度返 回 圖 MAX7219初始化子程序流程圖 如上圖所示，所有向 MAX7219中寫的 數(shù)據(jù)都是 DIN準(zhǔn)備好，在 CLK上河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 25 頁(yè) 升沿時(shí)送入相應(yīng)寄存器。數(shù)據(jù)送到相應(yīng)寄存器后，其輸出就會(huì)有相應(yīng)動(dòng)作。 按鍵子程序 另外通過(guò)中斷來(lái)設(shè)定溫度報(bào)警上限值（按鍵模式 1）；通過(guò)按鍵復(fù)用更改顯示不同測(cè)量點(diǎn)的溫度（按鍵模式 2）；其軟件設(shè)計(jì)流程如下： 按鍵模式 1： 開 始返 回關(guān) 中 斷清 屏 只 顯 示 調(diào) 節(jié) 位改 變 調(diào) 節(jié) 位分 離 出 上 限 值 的 十 位 與 個(gè) 位開 中 斷上 調(diào) （ 加 1 ）下 調(diào) （ 減 1 ）K E Y 1 = 1 ?K E Y 4 = 1 ?K E Y 3 = 1 ?K E Y 2 = 1 ?NNNNYYYY 圖 按鍵設(shè)定溫度報(bào)警上限值子程序流程圖 為了利用外部中斷的不同 來(lái)區(qū)別不同的模式，故采用了單獨(dú)的觸發(fā)按鍵，本模式由外部中斷 0（ INT0）端觸發(fā)，另外，為了調(diào)節(jié)的需要，設(shè)置了上調(diào)、下調(diào)改變調(diào)節(jié)位按鍵，另外為了系統(tǒng)使用的方便，專門增加的中斷結(jié)束按鍵。 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 26 頁(yè) 按鍵模式 2： 開 始返 回關(guān) 中 斷N R F 9 0 5 接 收 地 址 改成 1 號(hào) 檢 測(cè) 點(diǎn) 地 址開 中 斷N R F 9 0 5 接 收 地 址 改成 2 號(hào) 檢 測(cè) 點(diǎn) 地 址N R F 9 0 5 接 收 地 址 改成 3 號(hào) 檢 測(cè) 點(diǎn) 地 址K E Y 1 = 1 ?K E Y 4 = 1 ?K E Y 3 = 1 ?K E Y 2 = 1 ?NNNNYYYY 圖 3． 14 溫度檢測(cè)點(diǎn)選擇子程序流程圖 同樣為了利用外部中斷的不同來(lái)區(qū)別不同的模式，采用了單獨(dú)的觸發(fā)按鍵，本模式由外部中斷 1（ INT1）端觸發(fā)，另外，為了多點(diǎn)檢測(cè)的需要，設(shè)置了 1號(hào)、 2號(hào)、 3號(hào)溫度檢測(cè)終端選擇按鍵，為節(jié)省資源，以上 4鍵分別為上調(diào)、下調(diào)、改變 調(diào)節(jié)位與中斷返回按鍵的復(fù)用；另外為了系統(tǒng)使用的方便，專門增加的中斷結(jié)束按鍵。 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 27 頁(yè) 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)努力，成功的實(shí)現(xiàn)了溫度測(cè)量點(diǎn)與監(jiān)控點(diǎn)的無(wú)線通信，并可由工作人員隨意查看各溫度測(cè)量點(diǎn)的溫度值，溫度值通過(guò)高亮度的 LED 適時(shí)顯示，很好的完成了本設(shè)計(jì)預(yù)定目標(biāo) 。鑒于其系統(tǒng)特性以及成本低的特點(diǎn)，它較適用于中小型糧倉(cāng)溫度管理，尤其在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，經(jīng)濟(jì)條件不好的地方。利用本系統(tǒng)對(duì)糧倉(cāng)溫度監(jiān)控是一種實(shí)用且有效的技術(shù)手段。因此，該課題本身具有很大現(xiàn)實(shí)意義和一定的借鑒價(jià)值。對(duì)本系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程為以后作應(yīng)用性的課題作了打下了 基礎(chǔ)。 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 28 頁(yè) 致 謝 四年的大學(xué)本科階段很快就要過(guò)去了，在我的畢業(yè)論文即將完成之際，謹(jǐn)向所有在四年的學(xué)習(xí)過(guò)程中給予我指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示深深的謝意。 特別感謝我的導(dǎo)師張延宇老師，他對(duì)當(dāng)今前沿科技的敏銳洞察力與高超的技術(shù)水平激發(fā)了我對(duì)科學(xué)技術(shù)的前所未有的興趣，引導(dǎo)我走向科學(xué)研究的一個(gè)嶄新的舞臺(tái)。他的治學(xué)精神和生活態(tài)度和對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注程度也深深地影響著我，使我受益無(wú)窮！ 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 29 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]51 單片機(jī) C 語(yǔ)言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì) .電子工業(yè)出版社 ， 2020 [1] 孫育才 .MCS51 系列單片微型計(jì)算機(jī)及其 應(yīng)用 .第 4 版，東南大學(xué)出版社 ， 2020 [2] 于永 .51 單片機(jī) C 語(yǔ)言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講 .電子工業(yè) 出版社， 2020 [2] 劉軍 .單片機(jī)原理與接口技術(shù) .華東理工大學(xué)出版社， 2020 [4] 趙亮 .單片機(jī) C 語(yǔ)言編程與實(shí)例 .人民郵電出版社， 2020 [5] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分，第 5 版 .高等教育出版社， 2020 [6] 王慶 . Protel 99 SEamp。DXP 電路設(shè)計(jì)教程 (附盤 ).電子工業(yè)出版社，2020 [7] AT89S51 Datasheet. ATMEL Corporation. 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 30 頁(yè) 附錄： NewMsgRF905 配置寄存器的相關(guān)說(shuō)明 表 2： RFConfigurationRegister 說(shuō)明 參數(shù) 位寬 說(shuō)明 CH_NO 9 同 HFREQ_PLL 一 起 設(shè) 置 中 心 頻 率 默 認(rèn) 值=001101100b=180d FRF= + CH_NOd/10 *(1+ HFREQ_PLLd)MHZ HFREQ_ PLL 1 設(shè)置 PLL 在 433 或 868/915MHZ 模式默認(rèn)值 =0 0 器件工作在 433MHZ 頻段 1 器件工作在868/915MHZ 頻段 PA_PWR 2 輸出功率默認(rèn)值 =00 00 10dBm 01 2dBm 10 +6dBm 11 +10dBm RX_RED_ PWR 1 降低接收模式電流消耗至 靈敏度降低默認(rèn)值=0 0 正常模式 1 低功耗模式 AUTO_ RETRAN 1 重發(fā)數(shù)據(jù)如果 TX 寄存器的 TRX_CE 和 TX_EN 被設(shè)置為高默認(rèn)值 =0 0 不重發(fā)數(shù)據(jù) 1 重發(fā) 數(shù)據(jù)包 RX_AWF 3 RX 地址寬度默認(rèn)值 =100 001 1 字節(jié) RX 地址寬度100 4 字節(jié) RX 地址寬度 TX_AWF 3 TX 地址寬度默認(rèn)值 =100 001 1 字節(jié) TX 地址寬度100 4 字節(jié) TX 地址寬