基于單片機(jī)的無線溫度采集監(jiān)測報(bào)警器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-07-02 20:41本頁面
【正文】 來確保通信數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，單片機(jī)可以通過時(shí)序?qū)懭肱c讀出DS18B20中的一些數(shù)據(jù)，其中包含初始化、讀l、讀0，寫寫0等操作[11]。開始初始化判斷接收中斷從RX_FIF0 buffer讀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)碼管顯示圖42 接收部分總體流程圖 子程序設(shè)計(jì)單片機(jī)對NRF24L01無線模塊以及DS18B20進(jìn)行初始化之后，從DS18B20讀取溫度數(shù)據(jù)。開始初始化從DS18B20讀溫度轉(zhuǎn)換溫度為十進(jìn)制延時(shí)將溫度寫入發(fā)射數(shù)組發(fā)射數(shù)據(jù)圖41 發(fā)射部分總體流程圖 接收部分接收部分的總體思路是這樣的，首先還是初始化nRF24L01，然后進(jìn)入大循環(huán)判斷狀態(tài)寄存器是否有接收中斷[10]。 主程序流程圖設(shè)計(jì)首先對LCD1602初始化，再進(jìn)行按鍵掃描，設(shè)定溫度的上下限值，然后對無線接收模塊進(jìn)行初始化，接著傳輸溫度數(shù)據(jù)，并判斷是否有超出人工設(shè)定的范圍，要是超過了就啟動(dòng)報(bào)警程序，要是不超過則繼續(xù)判斷，如此循環(huán)。(4)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志化管理。這樣，即便于調(diào)試，鏈接，又方便移植、修改。在本系統(tǒng)中，軟件設(shè)計(jì)要求做到以下幾點(diǎn)：(1)軟件結(jié)構(gòu)要清晰，簡潔，流程合理。D3為電源指示燈。圖37 溫度傳感器接口電路 電源模塊 ，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)、傳感器的工作電壓穩(wěn)定都能夠滿足系統(tǒng)的要求，而且電池更換比較方便。如圖36所示。圖35聲音報(bào)警電路圖 按鍵控制電路本電路設(shè)計(jì)了三個(gè)按鍵，一個(gè)設(shè)置鍵、一個(gè)加鍵、一個(gè)減鍵。當(dāng)外界溫度超過預(yù)設(shè)溫度上下限時(shí)，為更加有效的引起注意，及時(shí)關(guān)注溫度的變化，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了聲報(bào)警電路。 圖32 NRF24L01無線發(fā)射接線圖 圖33 NRF24L01無線接收模塊接線圖 顯示模塊顯示采用LCD1602顯示，經(jīng)過無線傳輸后，溫度數(shù)據(jù)信息將在1602液晶顯示芯片上進(jìn)行顯示，1602液晶顯示芯片采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口[7]，顯示電路如圖34。溫度無線傳輸采用NRF24L01無線模塊，nRF24L01單端匹配網(wǎng)絡(luò)：晶振，偏置電阻，去耦電容。圖31系統(tǒng)總體架構(gòu)圖 無線收發(fā)模塊本模塊由nRF24L01及其外圍電路組成。而且本文采用nRF24L01無線傳輸模塊，打破了傳統(tǒng)操作中距離受限布線復(fù)雜等問題，使系統(tǒng)操作更容易實(shí)現(xiàn)。然而傳統(tǒng)的溫度測量裝置在環(huán)境、成本等因素下很難滿足現(xiàn)在的需求。像這樣的傳感器僅僅只需一條數(shù)據(jù)線就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取的RAM 數(shù)據(jù)暫存器。DS18B20的工作周期可分為溫度檢測和數(shù)據(jù)處理兩個(gè)部分。C。寄存器中發(fā)射模式101→0停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完待機(jī)模式2101TX_FIFO為空待機(jī)模式110無數(shù)據(jù)傳輸?shù)綦? DS18B20溫度傳感器DS18B20是單線數(shù)字溫度傳感，體積小，適用電壓更寬而且更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，測溫范圍為55176。表21 nRF24L01工作模式模式PWR_UPPRIM_RXCEFIFO寄存器狀態(tài)接收模式111發(fā)射模式101數(shù)據(jù)在TX數(shù)據(jù)的傳輸率為l Mb/s或2Mb/s，～,內(nèi)置頻率合成器，功率放大器，晶體振蕩器，調(diào)制器的功能模塊和增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其輸出功率與通信信道可以由程序配置[4]。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路和加電自復(fù)位的復(fù)位電路，如下圖22圖和23所示： 圖22 時(shí)鐘電路 圖23 復(fù)位電路由于單片機(jī)P0口內(nèi)部不含上拉電阻，為高阻態(tài)，不能正常地輸出高/低電平，因而該組I/O口在使用時(shí)必須外接上拉電阻。 本系統(tǒng)采用STC系統(tǒng)列單片機(jī)，相比其它系列單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)。如果采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)當(dāng)不接。時(shí)鐘電路就是振蕩電路，主要是向單片機(jī)來提供一個(gè)正弦波的信號(hào)作為基準(zhǔn)，決定單片機(jī)執(zhí)行的速度。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是外部手動(dòng)按鍵復(fù)位電路，需要接上拉電阻提高輸出高電平的值。單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，當(dāng)受到外界環(huán)境的干擾可能會(huì)出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕后內(nèi)部的程序會(huì)自動(dòng)從頭開始執(zhí)行[2]。復(fù)位電路是完成單片機(jī)工作開始狀態(tài)，確保單片機(jī)啟動(dòng)的過程。 圖21 單片機(jī)最小系統(tǒng)STC89C52 單片機(jī)工作電壓范圍：,所以通常給單片機(jī)外界5V直流電源。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路構(gòu)成。在RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止的掉電保護(hù)方式[1]。STC89C52支持兩種軟件可以選擇的節(jié)電模式。在一個(gè)單芯片上，8位CPU在系統(tǒng)可編程，使得STC89C52提供高度靈活，為許多嵌入式控制應(yīng)用。溫度無線采集報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖11所示。從機(jī)為發(fā)射端，由溫度傳感器DS18B20，AT89S52單片機(jī)，nRF24L01無線射頻模塊和外設(shè)繼電器組成。接收端電路圖參照附錄一圖2。NRF24L01無線模塊接收到采集端發(fā)送過來的溫度信息后，將溫度信息傳給單片機(jī)處理，單片機(jī)處理溫度信息，并通過數(shù)碼管將溫度值顯示出來。DS18B20將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，送達(dá)至單片機(jī)來處理，單片機(jī)又將溫度信號(hào)處理傳達(dá)至NRF24L01無線模塊，NRF24L01無線模塊再將溫度信息編碼給發(fā)送出去。本系統(tǒng)以DS18B20監(jiān)測溫度，NRF24L01無線模塊傳輸溫度信號(hào)。（5）報(bào)警電路：當(dāng)溫度超過所設(shè)上下限時(shí)，蜂鳴器報(bào)警。（3）測溫電路：利用溫度傳感器DS18B20完成溫度的采集和數(shù)據(jù)的處理。（1）主控制器：由A
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