【正文】 在整個的設計過程中江老師給了我很多的幫助，對于我不理解的部分和錯誤的部分都給予了耐心、深入的講解，同時幫助我拓展思路 使得我在設計中學到了很多的新的知識。 本次的設計可以廣泛應用于工業(yè)現(xiàn)場、家電等智能自控系統(tǒng)中。 當溫度高于設定溫度就開啟繼電器打開風扇散熱、當溫度低于設定溫度就會打開加熱器加熱使溫度控制在設定的范圍內。當測量溫度超過設定的報警溫度時發(fā)光二級管亮 ,然后 8051 把溫度數(shù)據(jù)送到發(fā)射端 nRf24L01 的發(fā)射緩存器， nRF24L01通過無線方式把溫度數(shù)據(jù)發(fā)射出去。具體程序 見附錄 3 朱野：基于無線傳感網 絡的溫度監(jiān)控系統(tǒng) 24 結論與展望 本設計是基于 nRf24L01 的遠程溫 度的測量和監(jiān)控，廣泛應用于電力工業(yè)、煤礦、糧食存儲、火災等場合。發(fā)射端主要程序流程圖如圖 43 朱野：基于無線傳感網 絡的溫度監(jiān)控系統(tǒng) 22 圖 43發(fā)射端主要程序流程圖 開始 初始化 進入默認液晶顯示 SET 鍵按下？ 讀取溫度 SET 鍵再次按下 是否超過報警溫度 顯示處理 溫度數(shù)據(jù)送入發(fā)射器緩存器 Nrf24l01 設置為發(fā)射模式 應答是否接收到 置位 TXDS,IRQ 調整模式 報警處理 是 是 否 否 是 否 否 是 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 23 接收端主程序設計 開始上電 ,nRF24L01 初始化，設置為接受模式，然后讀取狀態(tài)寄存器。然后把溫度送入發(fā)射緩存器， nRF24L01 設置為發(fā)射模式，開始發(fā)射處理。掃描按鍵：如果 SET 鍵按下，進入調整模式，設定報警溫度。 else JDQ=0。本開始 初始化 延時程序 讀取最高溫度 讀取最低溫度 讀 取溫度寄存器 跳過讀序列號 結束 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 21 設計用發(fā)光二極管發(fā)亮表示報警輸出。由于本設計只用一片DS18B20，故跳過讀取序列號，然后發(fā)送讀取溫 度寄存器命令，延時一定時間后，分兩次分別讀取出溫度的低位和高位，然后放到一個字節(jié)里面。將設定的報警溫度數(shù)據(jù)轉換成液晶字符，設定在第二行顯示。 朱野：基于無線傳感網 絡的溫度監(jiān)控系統(tǒng) 18 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108 0 5 1C O N A T 6 2 BD2P N PK2V C CD1P N PK1V C C 圖 314溫度控制電路圖 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 19 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 按鍵處理程序設計 本設計設置三個獨立式按鍵，分別為 模式選擇按鍵 SET，升序按鍵 UP，降序按鍵 DOWN，每按 SET 鍵后，進入調整模式，開始判斷 UP 鍵和 DOWN 鍵是否按下，并進行相應的按鍵處理，再按下 SET 時為確認，返回正常模式。 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108 0 5 1C O N A T 6 2 B1 6 2 7 3 8 4 9 5J4D B 9C 1 40 . 1 u fC 1 60 . 1 u fC 1 80 . 1 u fC 1 70 . 1 u fC 1 50 . 1 u fV C CCL+V+CLC2+C2V DOUT2RIN2ROUT2DIN2DIN1ROUT1RIN1GNDDOUT1VCCM A X 3 2 3 2C O M P O N E N T _ 圖 313 電平轉換電路原理圖 溫度控制電路 設計 當 監(jiān)控區(qū)域 溫度低于設定溫度是啟動繼電器 k1 開啟加熱器、當監(jiān)控地區(qū)溫度高于設定溫度時啟動繼電器 k2開啟風扇散熱，當溫度回到設定溫度內是關閉 k k2。這種芯片非常適合本系統(tǒng)低功耗的要求，在不傳輸數(shù)據(jù)時，降低了系統(tǒng)能量消耗。在本設計中采用 MAX3232 芯片，該芯片是一款具有自動關閉功能的低功耗電平轉換器件。但單片機使用的是 TTL 電平，即邏輯“ 1”： ～ V；邏輯“ 0”： 0V～ V。 USART 模塊包括四個部分：波特率部分，控制串行通信數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的速度；接收部分，接收串行輸入的數(shù)據(jù)；發(fā)送部分，發(fā)送串行輸出的數(shù)據(jù)；接口部分，完成串并、并串轉換。在系統(tǒng)設計中需要通過上位機來實現(xiàn)系安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 17 統(tǒng)調試以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和控制，通過上位機本身的串行口進行通信。 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108051C O N A T 62BC7R1R2CECSNSCKMOSIMISOVDDVSSANT2ANT1IRQVDDVSSXC2XC1VSSDVDDVDDVSSIREF無線模塊nr f 24L 0112M H ZC622pfC522pfV C CV C CV C CC8 C9L32. 3m HL22. 3m HL12. 3m hC11. 5ufC21. 5ufC32. 5ufC44. 7uf12JC O N 2nR F 24L 01 圖 312 nrf24L01無線傳輸電路 單片機串口電路設計 串口是系統(tǒng)與外界聯(lián)系的重要途徑，異步通信串行接口也稱為 UART 異步接收 /發(fā)送器。具體電路如圖 311 所示。如圖 310 所示?？梢员ＷC轉換精度，同時再總線上理論可以接多個 DS15B20傳感器， 組成的溫度采集系統(tǒng)。 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108051C O N A T 62BC 1122P FC 1022P FR3R410kC 13Y212m hzS4S W P B 圖 37 8051單片機基本電路 （ 2）溫度采集 電路 DS18B20 采用外部電源供電方式，其工作電源由 VDD 引腳介入。 U3L M 1 1 1 7 12J3C O N 2C81 0 4C 1 11 0 4+ C91 0 u+ C 1 01 0 0 uV i n V o u t+ 5 VG N D3V 供電電路 圖 36 3v電源 電路 檢測部分 這部分又可以分為兩部分： 8051 單片機基本電路和溫度采集電路。 123J18V A C D3I N 40 04D1D I O D ED2D I O D ED4I N 40 04D5D6I N 40 04C2104C1104C4220ufC32200ufU1L m 78 0sV un V ou t12J2C O N 2+ 5VG N D5V 電源模塊 圖 35電源電路 ＋ 3V 電源，采用電源電路如圖 36 所示。 本系統(tǒng)的硬件電路 電源部分 ＋ 5V電源，采用的電源電路如圖 35 所示。晶振 CYS的震蕩頻率范圍在 ～ 12MHz間選擇，典型值為 12MHz和 6MHz。 本設計采用內部時鐘方式，在單片機內部有一震蕩電路，只要在單片機的 XTAL1 和 XTAL2腳外接石英晶體（簡稱晶振），就構成了自己震蕩器并在單片機內部產生時鐘脈沖信號。本設計采用按鍵復位。 其它外圍電路 1. 復位電路：在單片機的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個機器周期時，單片機內部就執(zhí)行復位操作。 IREF：參考電流輸 入。 VDD_PA：為功率放大器供電，輸出為 V。 VDD：電源輸入端 。 CE：使能發(fā)射或接收 。 QFN20 引腳 4 mm4 mm 封裝 。 SPI 速率為 0 Mb/s～ 10 Mb/s。 片內自動生成報頭和 CRC 校驗碼 。 芯片的引腳排列如圖 33所示 圖 33 nRF24L01芯片引腳圖 主機初始化脈沖 DS18B20 芯片響應脈沖 DS18B20芯片準備好 DS18B20 芯片完成其他功能 主機儲存器指令 主機 ROM 指令 否 朱野：基于無線傳感網 絡的溫度監(jiān)控系統(tǒng) 12 ： GFSK 調制： 硬件集成 OSI 鏈路層 。 DSl8B20 芯片工作原理示意圖 見圖 32所示： 安徽工程大學機電學院畢業(yè)