【正文】 另外也讓我看到到李老師為人的和藹可親，工作的實(shí)事求是精神。 最后發(fā)生了一些客觀原因，不能完全自主性的完成一篇論文，所以我在網(wǎng)上找了一篇類似的論文，根據(jù)它的思路，并參考其方法做出了此篇論文。一直找不到出發(fā)點(diǎn)。從去年12月到現(xiàn)在讓我對(duì)單片機(jī)以及無(wú)線串口通信有了很重要的了解。短短的五個(gè)多月論文設(shè)計(jì) ，在 李老師的要求下 ， 上報(bào)論文進(jìn)度不下于二十次。 隨著單片機(jī)和無(wú)線控制技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究學(xué)者將會(huì)對(duì)基于單片機(jī)和無(wú)線的智能控制系統(tǒng)進(jìn)行更加深入的研究，使其技術(shù)也越來(lái)越成熟，并在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。因此在這一方面還待加強(qiáng)。 (3)研究設(shè)計(jì)了功能齊全、簡(jiǎn)單有效、易于操作的溫度采集控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序。為此，本文研究所取得的創(chuàng)新性成果有 ： (l)研究了國(guó)內(nèi)倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了國(guó)內(nèi)對(duì)此系統(tǒng)的需求方向。 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 36 第四章 總結(jié)與展望 本文采用單片機(jī)和無(wú)線處理技術(shù)，分析研究了智能倉(cāng)庫(kù)溫度監(jiān)控系統(tǒng)中 總線技術(shù)和無(wú)線傳輸技術(shù)完成數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控 。 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。 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 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 34 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上升沿時(shí)送入相應(yīng)寄存器。 MAX7219 中共有 14個(gè)數(shù)據(jù)和控制寄存器。D12～ D15為無(wú)關(guān)位 。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 。 延時(shí)， nRF905數(shù)據(jù)發(fā)送完成。 步驟六： TRX_CE=1。 步驟四：通過(guò) SpiWrite函數(shù)發(fā)送 WTA命令，準(zhǔn)備寫入 TX地址。 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 33 步驟二：循環(huán)調(diào)用 SpiWrite向 TXPayload寄存器寫入 TX有效數(shù)據(jù)。 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 。 （中間夾有 CSN 電平變化）。 步驟三：循環(huán)調(diào)用 SpiRead 函數(shù)，讀取接收到的數(shù)據(jù)。 必須將此引腳置低，使 905 進(jìn)入 standby 模式。 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 。 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 。 步驟三： SCK 置 低，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的下一位。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。 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。 步驟二： SCK 置高，器件讀取 MOSI 線上的數(shù)據(jù)。 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。 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 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。單片機(jī)通過(guò) SPI接口與 NewMsgNRF905 相接，并完成對(duì)其控制。 （ 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。 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 28 （ 4）跳過(guò)讀序列號(hào)，并寫入讀取溫度命令字。 （ 2）跳過(guò)讀序列號(hào)，并啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換。 （ 6）拉高返回。 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 27 （ 4）將數(shù)據(jù)線拉高 “1” 。 （ 2）在 1 到 15 微秒內(nèi)，數(shù)據(jù)線拉高，釋放總線，讀走數(shù)據(jù)。 （ 7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高，返回。 （ 5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平釋放總線。 （ 3） 把要寫入的數(shù)據(jù)按從低位到高位的順序按 位發(fā)送字節(jié)。 （ 1） 數(shù)據(jù)線先置低電平 “0” ，寫時(shí)序開始。 本文此處介紹 DS18B20 讀一字節(jié)子程序，寫一字節(jié)子程序，和讀取溫度值及數(shù)據(jù)處理子程序。據(jù)該狀態(tài)可以來(lái)確定初始化成功與否。 （ 5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平 “1”, 釋放總線。 （ 2） 延時(shí)（該時(shí)間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短） （ 3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平 “0” 。 x = 1 則 初 始化 成 功 。 具體流程如下 : 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 22 開 始N R F 9 0 5 初 始 化 設(shè) 置 N R F9 0 5 為 發(fā) 送 模 式讀 取 D S 1 8 B 2 0 當(dāng) 前 的 溫 度 值在 溫 度 值 中 加 入 芯 片 代 碼 發(fā) 送 兩 字 數(shù) 據(jù)包 括 溫 度 值 和 芯 片 代 碼延 時(shí) 3 0 s 圖 溫度采集端主程序流程圖 系統(tǒng)主機(jī)終端主程序?qū)崿F(xiàn) 接收端主要完成把發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)接收，并送到 MAX7219 顯示出來(lái)，中途接收按鍵中斷， 設(shè)定溫度報(bào)警上限值（按鍵模式 1），更改顯示不同測(cè)量點(diǎn)溫度（按鍵模式 2），模式的切換通過(guò)不同的外部中斷來(lái)區(qū)別。 考慮到本系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)次數(shù)不會(huì)太多，為了節(jié)省成本，未對(duì)單片機(jī) ROM 區(qū)的資源進(jìn)行擴(kuò)展，而溫度的上下限值保存于 RAM 區(qū)沒定的變量中，系統(tǒng)開機(jī)或重啟時(shí)要首先對(duì)溫度上下限進(jìn)行設(shè)定。 考慮到系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用 220V 交流供電，故需要以下電壓變換： 圖 220V交流變 5V直流電源電路 圖 5V直流變 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 21 第三章 軟件設(shè)計(jì) 本章主要介紹單片機(jī)通過(guò) NRF905模塊及 DS18B20檢測(cè)溫度的軟件實(shí)現(xiàn)方法，包括溫度的采集，采樣點(diǎn)的識(shí)別，數(shù)據(jù)的處理及發(fā)射與接收，以及溫度的顯示的控制。 其它模塊 電源模塊 本系統(tǒng)中除了 NRF905 使用 電壓外，其它均采用 5V 電壓。 為了報(bào)警達(dá)到目的，直到工作人員采用相應(yīng)措施改善溫度條件，故采用了蜂鳴器置的方法報(bào)警。為了減少外界干擾，在 MAX7219 的 V+引腳與 GND 引腳之間接一個(gè) μ F的滌綸電容和一只10 μ F 的鉭電容。 通過(guò) V+ 引腳和 ISET 引腳之間所接的外部電阻 RSET 控制 MAX7219， RSET 越大，段電流越小，但是其為 9 530 Ω。 可達(dá) 500 mA，在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，輸出＋ V； SEGA～ SEGG 和 DP 為驅(qū)動(dòng)顯示器 7 段及小數(shù)點(diǎn)的輸出電流，約 40 mA，可軟件調(diào)整，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，接入 GND； DOUT 為串行數(shù)據(jù)輸出端，通常直接接入下一片 MAX7219 的 DIN 端。 下圖為 MAX7219 的時(shí)序圖。 MAX7219 直接與單片機(jī)相連如下圖所示： 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 18 圖 MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)電路 MAX7219 具有典型的三線串行接口， 命令與數(shù)據(jù)組成 16位字串，從 DOUT 引腳輸出，當(dāng)每一個(gè) CLK 脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，串行數(shù)據(jù)從 DIN 引腳進(jìn)入 MAX7219 內(nèi)部移位寄存器，最先收到的是高位。 由于單片機(jī)的 I/O 有限，為了更好的分配資源，顯示模塊要求用串行傳輸。而采用 LED 顯示器在亮度、可視角度和刷新速率等方面，都更具優(yōu)勢(shì)。這樣便完成了按鍵預(yù)期功能。這樣并能實(shí)現(xiàn)按鍵功能實(shí)時(shí)性的要求。電路設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)單，且編程極其容易采用獨(dú)立式按鍵電路。 鍵盤模塊 基于本系統(tǒng)按鍵較少，采用矩陣式鍵盤，電路復(fù)雜且會(huì)加大編程難度。NewMsgRF905 與 AT89S51 單片機(jī)構(gòu)成的溫度測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用電路如下： 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 16 圖 NewMsgNRF905發(fā)射與接收電路 它采用 SPI接口與 ATS89S51串行通信， ATS89S51可以用一般 I/O口來(lái) SPI 接口，只需添加代碼模擬 SPI 時(shí)序即可。然而，在 ShockBurstTM 收發(fā)過(guò)程中，TX_PAYLOAD、 RX_PAYLOAD、 TX_ADDRESS 和 RX_ADDRESS 4 個(gè)寄存器使用字節(jié)數(shù)由配置字決定。在寄存器中的有效數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒 DR指示。 4）、發(fā)送有效數(shù)據(jù)（ TXPayload） 寄存器包 含發(fā)送的有效 ShockBurst 數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，字節(jié)長(zhǎng)度由配置寄存器設(shè)置。 2）、 RF配置寄存器（ RFConfiguration Register） 寄存器包含收發(fā)器的頻率、輸出功率等配置信息。 SPI 接口只有在掉電模式和 Standby 模式是激活的。 NewMsgRF905 寄存器配置 NewMsgRF905的 所有配置都通過(guò) SPI接口進(jìn)行?？臻e模式有利于減小工作電流，其從空閑模式到發(fā)送模式或接收模式的啟動(dòng)時(shí)間也比較短。在關(guān)機(jī)模式， RF905 的工作電基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 15 流最小，一般為 。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)自動(dòng)加上字頭和 CRC 校驗(yàn)碼，當(dāng)發(fā)送完成后， DR引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。 在 ShockBurstTM 收發(fā)模式下， RF905 自動(dòng)處理字頭和 CRC 校驗(yàn)碼。 其引腳說(shuō)明如表 1 所示： 基于單片機(jī)與無(wú)線技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)溫度采集系統(tǒng) 14 表 針號(hào) 功能說(shuō)明 縮寫 1 電源＝ ~ VCC 2 TX_EN＝ 1為 TX模式， TX_EN＝ 0為 RX模式 TX_EN 3 發(fā)送或接收數(shù)據(jù)使能 TRX_CE 4 芯片上電 PWR_UP 5 時(shí)鐘輸出（不用） uCLK 6 載波檢測(cè) CD 7 地址匹配 AM 8 接收或發(fā)送數(shù)據(jù)完成 DR 9 SPI輸出 MISO 10 SPI輸入 MOSI 11 SPI時(shí)鐘 SCK 12 SPI使能 CSN 13 接地 GND 14 接地 GND NewMsgRF905 工作模式 NewMsgRF905 由 PWR 、 TRX_CE、 TX_EN 組成控制 四種工作模式：兩種活動(dòng) RX/TX 模式和兩種節(jié)電模式。 NewMsgRF905 芯片是挪威 Nordic 公司推出的的單片射頻收發(fā)器。相比同樣免費(fèi)的 27MHz 無(wú)線技術(shù)它的抗干擾性、最大傳輸距離以及功耗都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出。 有著自己獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)所在。此外 無(wú)線技術(shù)還擁有理論上 2M 的數(shù)據(jù)傳輸速率，比藍(lán)牙的 1M理論傳輸速率提高了一倍。而且 無(wú)線技術(shù)不同于之前的 27MHz 無(wú)線技術(shù)，它的工作方式是全雙工模式傳輸，在抗干擾性能上要比 27MHz 有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。這個(gè)頻段里是國(guó)際規(guī)定 的免費(fèi)頻段，是不需要向國(guó)際相