【正文】 ，DS18B20 預(yù)備了一種信號(hào)指示電源的使用示意圖。 微控制器DS 18 B 20DQ單總線（ 外部電源 ）連接到另外部分V PUG N D V DDV DD 圖 外部電源給 DS18B20 供電 溫度高于 100℃ 時(shí)，不推薦使用寄生電源，因?yàn)?DS18B20 在這種溫度下表現(xiàn)出的漏電流比較大，通訊可能無法進(jìn)行。 （ 2） DS18B20 的外部電源供電方式電路圖 對(duì) DS18B20 供電的另一種方法是從 VDD引腳接入一個(gè)外部電源，見圖 處是單總線不需要強(qiáng)上拉。在發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令 [44h]或拷貝暫存器指令 [48h]之后，必須在之多 10us 之內(nèi)把單總線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉，并且在溫度轉(zhuǎn)換時(shí)序或拷貝數(shù)據(jù)時(shí)序必須一直保持為強(qiáng)上拉狀態(tài)。為了保證 DS18B20 有充足的供電，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝數(shù) 據(jù)到 EPPROM 操作時(shí)，必須給單總線提供一個(gè)強(qiáng)上拉。然而，當(dāng) DS18B20 正在執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換或從高速暫存器向 EPPROM 傳送數(shù)據(jù)時(shí)，工作電流可能達(dá) 。當(dāng) DS18B20處于寄生電源模式時(shí)， VDD引腳 必須接地。寄生電源如圖 所示，當(dāng)總線為高電平時(shí)，寄生電源由單總線通過 VDD 引腳。下面是它的倆種不同的供電方式： (1) 寄生電源供電 DS18B20可以通過從 VDD 引腳接入一個(gè)外部電源供電，或者可以工作于寄生電源模式，該模式允許 DS18B20 工作于無外部電源需求狀態(tài)。 斜率累加器預(yù)置計(jì)數(shù)器 1= 0比較溫度寄存器預(yù)置低溫度系數(shù)晶振= 0計(jì)數(shù)器 2高溫度系數(shù)晶振LSB置位/清除加 1停止 圖 DS18B20 工作原理圖 基本應(yīng)用電路 DS18B20 測(cè)溫系統(tǒng) 的優(yōu)點(diǎn)是 測(cè) 量的溫度 精 確 度高、 支持“一線總線”、系統(tǒng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1 計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫 度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 50 頁 到計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。 DS18B20 的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價(jià)格比也非常出色 ?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。176。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小?，F(xiàn)場(chǎng)溫度以一線總線的方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾 能力 。176。C，在 10~+85176。 主要特性 :DS18B20 支持 “一線總線 ”接口，測(cè)量范圍為 55176。 TH 和 TL 指令 使用一個(gè)帶有記憶功能的指定來完成工作 。如果 DS18B20 不使用報(bào)警檢查指令，這些寄存器可 用 作為 普通的存儲(chǔ) 。測(cè)量 的數(shù)據(jù)在內(nèi)部的存儲(chǔ)器中 ，可以讓 芯片開啟記憶模式 ， 并 閱讀 存儲(chǔ)器中的內(nèi)容數(shù)據(jù) 。因此，控制操作必須首先提供下面 5 個(gè) 存儲(chǔ)器 操作指令之一： (1)讀 ROM,(2)匹配 ROM, (3)搜索 ROM, (4)因?yàn)橹挥幸粋€(gè)采集芯片，直接 跳過ROM, (5)警報(bào) 搜索。 高速緩存存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器和控制器8 為 CRC 生成器溫度靈敏元件低溫觸發(fā)器 TL高溫觸發(fā)器 TH配置寄存器64 位ROM和單線接口電源檢測(cè) 圖 DS18B20 方框圖 DS18B20 依靠一個(gè)單線端口通訊。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：溫度傳感器、 64 位 C 存儲(chǔ)器、溫度報(bào)警觸發(fā)器、配置寄存器。 D A L L A SDS 18 B 201 2 3DS 18 B 20 TO 92 封裝底視圖12234 5678NCNCNCNCNCG N DVQV D D 圖 DS18B20 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 50 頁 DS18B20管腳排列： (在寄生電源接線方式時(shí)接地 ) 。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松組建傳感器網(wǎng)絡(luò)?；跓o線藍(lán)牙模塊的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由四個(gè)模塊構(gòu)成，分別為溫度采集模塊、無線藍(lán)牙收發(fā)模塊、單片機(jī)控制模塊以及液晶顯示模塊。因此選用方案二 LCD1602 做輸出顯示。 液晶顯示模塊的 外圍驅(qū)動(dòng)電路比較簡(jiǎn)單，顯示 位數(shù)的增加不需要對(duì) 硬件電路 進(jìn)行 修改，可 增強(qiáng)性 很強(qiáng)。 方案二： 基于液 晶顯示屏 的顯示模塊， 具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，用戶可以根據(jù) 設(shè)計(jì)要求來 顯示 內(nèi)容 、甚至 可以顯示 自己動(dòng)手設(shè)計(jì)的圖案。數(shù)碼管顯示內(nèi)容比較直觀，一個(gè)數(shù)碼管 只 可以顯示一位， 要顯示多位數(shù)字就必須添加多個(gè)數(shù)碼管 ，在 位數(shù)顯示 比較少的 硬件 中，程序編寫 和 外圍電路 的 設(shè)計(jì)都 非常容易 ，但 位數(shù)顯示比較多的情況下 ， 程序的編寫和硬件的制作就比較麻煩 ， 而且它的 顯示速度受到 很大的 限制。 方案一： 基于數(shù)碼管的顯示模塊。 系統(tǒng)有如下特點(diǎn)： (1)送串行數(shù)據(jù)，不需要外部元件； (2)不需要備份電源，可通過信號(hào)線供電； (3)等待 模式，沒有功耗 ； (4)系統(tǒng)的抗干擾性 較 好，適合于 各種 惡劣環(huán)境的測(cè)量，如環(huán)境 檢測(cè) 、設(shè)備 溫度檢測(cè)等，其他的一些 測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。 與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器不同 之處在于 它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9~12 位 數(shù)字顯示 ，可以分別在 很短的時(shí)間之 內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化 為最高到 12位的數(shù)字。它支持 “一線總線 ”的數(shù)字方式傳輸，可組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。 方案二： 基于 DS18B20 溫度采集 ， 溫度測(cè)量范圍從 55℃ ~+125℃ ， 10~+85℃ 時(shí)測(cè)量精度為 177。（ ℃ + |t|），B 級(jí)為 177。缺點(diǎn)是價(jià)格貴，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆 ， 受到磁場(chǎng)影響大，溫度系數(shù)小。其主要的特點(diǎn)為測(cè)量范圍大、精度高、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元 器 件。因此選擇方案三。 方案比較：方案一是多年前的的產(chǎn)品，因自身設(shè)計(jì)缺陷，已經(jīng)很少被人使用。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)編程， 也可以適 用 于常規(guī)編程器。 方案三： STC89C52 是一種高性能 、 低功耗、 CMOS8位微控制器，具有 8K 的 存儲(chǔ)器。 方案一：方案一： 以 AT89C51 作為硬件核心， 通過 采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 4KB ROM存儲(chǔ)空間 ,可在 3V 的超低壓 條件下 工作 ,而且與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容 , ISP 在線編程技術(shù) 對(duì)于 AT89C51 在 電路設(shè) 計(jì)中 不能夠應(yīng)用 , 所以在對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行修整 時(shí)，程序的錯(cuò)誤修改 或添加部分 功能 就 需要 重新 燒入程序，芯片的 對(duì)此使用拔插也會(huì) 對(duì)芯片造成一定的損壞。 （ 3） 就 無線測(cè)溫系統(tǒng)來說，需要對(duì)傳感器收集到的信號(hào)進(jìn)行處理，并要求系統(tǒng)的可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，且對(duì)于一個(gè)無線系統(tǒng)來說，低功耗也是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。 對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)無線通信技術(shù)的選擇主要 從 以下 幾個(gè)方面進(jìn)行考慮 ： （ 1）可以完成系統(tǒng)要求的功能 （ 2）開發(fā)簡(jiǎn)單 ,收發(fā)芯片所需 要 的外圍元 器 件數(shù)量 較少，它 芯片外圍元器件的數(shù)量關(guān)系到了 系統(tǒng)的復(fù)雜 性 和 它的 成本， 所以 應(yīng)選擇外圍元 器 件 較 少的收發(fā)芯片。所有高頻 系統(tǒng)部分 己經(jīng)全部集成在 一個(gè) 芯片 的內(nèi)部 [5]，性能穩(wěn)定且不受外界干擾，降低設(shè)備的復(fù)雜性。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 50 頁 隨著電子技術(shù)的 迅猛發(fā)展 ，短距離無線通信技術(shù) 也得到了進(jìn)一步 發(fā)展。對(duì)系統(tǒng)硬件的工作原理進(jìn)行了分析描述，并進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。主要包括傳感器接口電路設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)采集與處理相關(guān)程序設(shè)計(jì)、無線藍(lán)牙模塊的接口設(shè)計(jì)。 （ 3）無線收發(fā)方案設(shè)計(jì)，通過軟件控制元器件 來 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)基于無線藍(lán)牙模塊 HC05 和 STC89C52RC 單片機(jī)為核心，以低功耗和模塊化為設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出具有功耗低，體積小，成本低及數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由以下四個(gè)方面依次完成： （ 1） 設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案，完成了溫度數(shù)據(jù)采集和處理 、無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本課題將傳感器技術(shù)、新興的無線通信技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合，力圖通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線化來達(dá)到智能家居、工業(yè)控制等領(lǐng)域中布線不便時(shí)對(duì)室內(nèi)生活環(huán)境、工業(yè)測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集 ]。 通信業(yè)最初研發(fā)“藍(lán)牙技術(shù)”的標(biāo)準(zhǔn)的初衷， 藍(lán)牙技術(shù)的市場(chǎng) 從簡(jiǎn)單的無線互聯(lián) ，提供使用 簡(jiǎn)單 和 方便的無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù) [4]。第 四 代移動(dòng)通信技術(shù) 為 藍(lán)牙 網(wǎng)絡(luò) 提供 了一個(gè) 更大的市場(chǎng)，藍(lán)牙互聯(lián)技術(shù)允許手機(jī)、 PAD、私人電腦 和 其他 的接入設(shè)備相 互 連接在一起。 目前，藍(lán)牙產(chǎn)品正處于第二階段的起步期。藍(lán)牙 產(chǎn)品價(jià)格的 價(jià)格 不斷 下降，其芯片價(jià)格 也很便宜， 而 相關(guān) 的測(cè)試和取 證工作也 得到 初步完善。如 藍(lán)牙 耳機(jī)、筆記本電腦 的 插卡 和 PC 卡等 。智能控制已漸漸滲透到人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為人們生活的重要組成部分。 近年來，智能控制技術(shù)已取得了 迅猛 的發(fā)展。智能家居的最終目的就是 為了 滿足人們對(duì)安全、方便和舒適生活理念的追求。目前，智能家居 可 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 50 頁 定義為利用通信、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過家庭信息管理平臺(tái)將與家居生活有關(guān)的子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合 成 一個(gè) 整體 系統(tǒng)。有些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 可 應(yīng)用于智能家居領(lǐng)域，進(jìn)一步拓展至工業(yè)控制、儀器儀表等領(lǐng)域 。 近 些 年來，隨著射頻技術(shù)、微電子技術(shù) 以 及集成電路技術(shù)的 發(fā)展 ，藍(lán)牙技術(shù)取得 迅猛 的發(fā)展，無線通信 技術(shù) 的實(shí)現(xiàn)成本越來越低，傳輸 的 速度越來越快，可靠性越來越 強(qiáng) ，并且逐漸達(dá)到 了 可 與 和有線網(wǎng)絡(luò)相媲美的水平。因此，無線傳輸是一種有效數(shù)據(jù)傳輸方式。隨著射頻、集成電路技術(shù)的迅猛 發(fā)展，無線通信功能的實(shí)現(xiàn) 便很 容易 了 ，數(shù)據(jù)傳輸 的 速率更快，抗干擾 的 能力更強(qiáng)，許多應(yīng)用 技術(shù) 采用了無線傳輸。隨著科學(xué)技術(shù)的 飛快 發(fā)展 ,要求 對(duì) 溫度測(cè)量的范圍向 著 深度和廣度 不斷地 擴(kuò)展 ,不僅 要求 要 有足夠的精度滿足 于 工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的 使用 要求 ,而且還要有 廣泛的測(cè)溫范圍。溫度采集 的控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué) 科研 和人們的生活領(lǐng)域中，得到了廣泛 的 應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn) 的 過程中，很多時(shí)候都要對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控， 方便 生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行，產(chǎn)品質(zhì)量才能得到充分的保證 [3]。 在工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)， 經(jīng)常 要采集大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)， 例 如電壓、電流、溫度、濕度、氣壓 、水壓 等 等 ，溫度是一個(gè) 十分 重要的物理量，它 將 直接影響燃燒、化學(xué)反應(yīng)、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、結(jié)晶及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過程 。 因?yàn)?藍(lán)牙采用無線接口來 替代 有線電纜 的 連接 [1]， 所以它 有很強(qiáng)的移植性，并適用于多種場(chǎng)合， 再 加上 這項(xiàng) 技術(shù)功耗低、對(duì)人體危害小，且應(yīng)用簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)， 它的 應(yīng)用范圍十分 的 廣泛。 TDMA每 個(gè) 時(shí)隙為 ，它的發(fā)送功率 為 1Mb/s。 藍(lán)牙技術(shù) 傳輸 的 距離為 10cm～10m，加 大發(fā)送 功率或是 添 加某些外 部 設(shè) 備 便可達(dá)到 100m。 通俗的說 ，就是藍(lán)牙技術(shù)使現(xiàn)代一些輕易攜帶的通信設(shè)備和 計(jì)算機(jī) 設(shè)備， 無需 電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并能夠?qū)崿F(xiàn)無線因特網(wǎng)，其實(shí)際應(yīng)用范圍 也 可拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi) 類 電子產(chǎn) 品和汽車等信息家電 ，形 組成 一 巨大的無線通信網(wǎng) 絡(luò)。 [關(guān)鍵詞 ] STC89C52 DS18B20 LCD1602 HC05/06 無線 通信 Based on the bluetooth wireless data transmission system research TUO Yi (Grade,11,Class1,Major of Communication Engineering, School of Physics and telemunication Engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723001,China ) Tutor: ZHENG Zhengbing [Abstract]:Temperature measurement can be seen everywhere in our daily life, remind us environmental changes。以 無線通信模塊 HC05/06構(gòu)成通信主體單元， 在一定范圍內(nèi)進(jìn)行無線發(fā)送和接收 ，在接收端同樣用 LCD1602進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示 。 本設(shè)計(jì) 是以 STC89C52單片機(jī)為控制核心的溫度監(jiān)控系統(tǒng) ,可對(duì)外界進(jìn)行溫度測(cè)量。