【正文】 種軟件可選的節(jié)電工作模式。 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 。 軟件設(shè)置空閑和省電功能 。 3 級(jí)加密位 。 低功耗空閑和省電模式 。 128x8 bit 內(nèi)部 RAM。 時(shí)鐘頻率 033MHz。 工作電壓 。 8k可反復(fù)擦寫(xiě) (1000次） ISP Flash ROM。主控模塊采用單片機(jī)最小系統(tǒng)是由于 AT89S51 芯片內(nèi)含有 8 kB 的 E2PROM ,無(wú)需外擴(kuò)存儲(chǔ)器 ,電路簡(jiǎn)單可靠 ,其時(shí)鐘頻率為 0～ 24 MHz ,并且價(jià)格低廉 ,批量?jī)r(jià)在 10 元以內(nèi)。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 此外， AT89S52 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。 圖 27 紅外接收頭和紅外接收板 11 AT89S52溫度控制系統(tǒng) AT89S52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高 密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案[1]。根據(jù)發(fā)射端調(diào)制 載波的不同應(yīng)選用相應(yīng)解調(diào)頻率的接收頭。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。紅外監(jiān)測(cè)二極管監(jiān)測(cè)到紅外信號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。紅外接收電路通常被廠家集成在一個(gè)元件中，成為一體化紅外接收頭 ，其外型如圖 27 所示 。 根據(jù)紅外編碼的格式，發(fā)送數(shù)據(jù)前需要先發(fā)送 9ms 的起始碼和 的結(jié)果碼。一般電視遙控器的遙控編碼是連續(xù)的 32 位二進(jìn)制碼組，其中前 16 位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同 機(jī)種遙控碼互相干擾。這種遙控碼具有以下特征： 采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “0”；以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “1”。 發(fā)射部分采用的是集成的紅外發(fā)射遙控器， 外型如圖 26 所示。 圖 24 數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 紅外控制 在溫控方面使用的是紅外無(wú)線控制模擬空調(diào) [4]。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。 圖 23 四位共陽(yáng)數(shù)碼管和共陽(yáng)數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起， 如圖 24 所示。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極 (COM)的數(shù)碼管 ， 如圖 23所示 ，共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā) 光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 圖 22 nRF905無(wú)線模塊 顯示 本課題采用的顯示方案是利用四位共陽(yáng)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示 [3]。 （ 8） TXMode：在 +10dBm情況下，電流為 30mA。 （ 6） 收發(fā)模式切換時(shí)間 650us。 （ 5） 低功耗 ～ 工作。 （ 3） 125 頻道，滿足多點(diǎn)通信和調(diào)頻通信的需要 。其具體的特點(diǎn)如下： （ 1） 433MHZ 開(kāi)放 ISM 頻段免許可證使用 ?？傊@意味著降低 MCU 的存儲(chǔ)器需求也就是說(shuō)降低 MCU 成本，又同時(shí)縮短軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間。在 ShockBurst RX 模式中，地址匹配 AM 和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒 DR 信號(hào)通知 MCU一個(gè)有效的地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)各自接收完成。通過(guò)將與 RF 協(xié)議有關(guān)的高速信號(hào)處理放到芯片內(nèi)， nRF905 提供給應(yīng)用的微控制器一個(gè) SPI 接口，速率由微控制器自己設(shè)定的接口速度決定。 nRF905 采用 Nordic 公司的 VLSI ShockBurst 技術(shù)。只要將無(wú)線模塊與單片機(jī)直接相連。由于使用了 AT89S52,其具有相應(yīng)的 SPI 端口，所以這里的無(wú)線傳輸選取了 NRF905 模塊。該芯片直接向單片機(jī)傳輸數(shù)字信號(hào)，便于單片機(jī)處理及控制。該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，且此元件線形較好。從而可以看出 DS18B20 可以非常方便的被用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。 由于 nRF905 在使用上具有使用簡(jiǎn)單，功耗都很低， 故選用方案二。內(nèi)置電壓調(diào)整模塊，最大限度地抑制噪音，為系統(tǒng)提供 ～ 的工作電壓，載波檢測(cè)。 (4) 無(wú)線方案的選擇 方案一：選用 nRF2401， nRF2401 其 WDT 全部集成到單芯片中；內(nèi)部有電壓調(diào)節(jié)器 (工作電壓 ～ )和 VDD 電壓監(jiān)視，通常開(kāi)關(guān)時(shí)間小于 200us，數(shù)據(jù)速率 6 1Mbps，輸出功率 0dBm；所有高頻元件包括電感、振蕩器等已經(jīng)全部集成在芯片內(nèi)部，一致性良好。 方案二：選用液晶 顯示屏 LCD1602，其只可顯示字符，軟件操作方面相對(duì)復(fù)雜，顯示時(shí)需要對(duì)其亮度調(diào)節(jié)。 由于數(shù)字溫度傳感器不需要模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制簡(jiǎn)單與電路制作方便， 故選用方案一。 (2) 溫度傳感器的選擇 方案一 ： 選用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，它是數(shù)字溫度傳感器，不需要 A/D轉(zhuǎn)換，并且占用接口很少，使用起來(lái)很方便。該單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)空間大，運(yùn)算速度快，其內(nèi)部自帶 PWM輸出模塊，可大大提高單片機(jī)的控制 效率。但由于其 I/O 口線較少，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器有限，若擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，則系統(tǒng)較為復(fù)雜，故不選用此方案。 5 2 溫度控制系統(tǒng) 方案設(shè)計(jì) 方案選擇 (1) 單片機(jī)的選擇 方案一 : 此方案采用單片機(jī) 89C52 作為系統(tǒng)控制核心。 (3) 溫度報(bào)警方面：當(dāng)溫度在 25℃ ～ 40℃ 之間時(shí)蜂鳴器不響，超過(guò)后立即報(bào)警。 (2) 溫度采集方面：測(cè)量顯示溫度與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫度差值不大于 177。 設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的溫度控制器，相關(guān)的具體要求 如下 : （ 1) 無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)方面 ： 設(shè)計(jì)的無(wú)線發(fā)送與接收之間的距離不小于 200m。軟件部分的設(shè)計(jì)主要是主程序和各個(gè)子程序的設(shè)計(jì)。 a） 發(fā)送端 b） 接收端 圖 11 總體結(jié)構(gòu) 框 圖 系統(tǒng)控制 要求 該課題的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面：硬件部分和軟件部分。當(dāng)由于環(huán)境溫度超過(guò)限定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通 過(guò)蜂鳴器自動(dòng)報(bào)警通知操作人員進(jìn)行紅外控制。 3 1 溫度控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 溫度控制系統(tǒng) 溫度控制系統(tǒng)的采用了無(wú)線通信、傳感器、單片機(jī)、紅外等方面的技術(shù)。 本課題主要是進(jìn)行基于無(wú)線傳輸模塊的溫度測(cè)量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，測(cè)溫系統(tǒng)由溫度信號(hào)采集與顯示模塊、單片機(jī)控制單元、無(wú)線傳輸模塊、紅外控制五部分組成。而更為先進(jìn)的是，某些糧倉(cāng)已經(jīng)在嘗試將有線控制變位無(wú)線控制，利用無(wú)線傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)糧情檢測(cè)和智能控制。關(guān)于溫度智能控制，現(xiàn)在已經(jīng)有了許多新的器件和方法，并且有些已經(jīng)運(yùn)用到實(shí)際生活和生產(chǎn)當(dāng)中，比如美國(guó)達(dá)拉斯公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度巡檢器，采用單線總線結(jié)構(gòu)，通過(guò)一根 I/O線與主控 CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的傳送。人們正在努力使用智能控制技術(shù)進(jìn)入工程化和實(shí)用化的階段，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(lái)，智能控制技術(shù)已取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并日益顯示出其重要價(jià)值。智能家居的最終目的就是滿足人們對(duì)安全、舒適和方便的現(xiàn)代生活理念的追求。 目前，智能家居通常被定義為利用通信、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過(guò)家庭信息管理平臺(tái)將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合的一個(gè)系統(tǒng)。目前 ,已經(jīng)將傳感器技術(shù)和新興的無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合，力圖通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線化來(lái)達(dá)到智能家居中布線不便時(shí)對(duì)室內(nèi)生活環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集。作為信息 源頭的傳感器對(duì)計(jì)量測(cè)試技術(shù)的發(fā)展有著 重要作用。數(shù)字化測(cè)量就是借助于各種類型的傳感器檢測(cè)外部世界的各種信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后進(jìn)行信號(hào)調(diào)理和 A/D 轉(zhuǎn)換，使之轉(zhuǎn)換成為能夠在數(shù)字系統(tǒng)中進(jìn)一步處理的數(shù)字信號(hào)。所以使用無(wú)線傳輸?shù)母呔葴y(cè)溫系統(tǒng)可以對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的溫度進(jìn)行 無(wú)線傳輸并且能夠進(jìn)行使操作員可以遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)了解被測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度變化情況 ,保證生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化能夠順利、安全進(jìn)行，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸與有線數(shù)據(jù)傳輸相比，有諸多優(yōu)點(diǎn)：一是成本低，省去大量布線；二是建網(wǎng)快捷，只需在每個(gè)終端連接無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊和架設(shè)適當(dāng)高度天線；三是適應(yīng)性好，可應(yīng)用于某些特殊環(huán)境；四是擴(kuò)展性好，只需將設(shè)備與無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接。s hardware part, including:Temperature examination electric circuit, temperaturecontrol circuit, wireless munication electric circuit and some interface circuit. The monolithic integrated circuit through carries on corresponding processing to the signal, thus realizes the temperature control goal. In the article also emphatically introduced the software design part. Key words： Microcontroller Wireless Communications Chip Temperature Chip Temperature Control III 目 錄 摘要 ....................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................... II 緒論 ...................................................................................................................................... 1 1 溫度控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ...................................................................................................... 3 溫度控制系統(tǒng) ............................................................................................................. 3 系統(tǒng)控制要求 ............................................................................................................. 3 2 溫度控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ................................................................................................ 5 方案選擇 ..................................................................................................................... 5 溫度采集 .................................................................