【正文】 第 11 頁 共 56 頁 SPCE061A 性能表 SPCE061A 的特性參數(shù) 結(jié)構(gòu)概覽SPCE061A 的結(jié)構(gòu)如圖 所示：湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設 計 第 12 頁 共 56 頁圖 SPCE061A 的結(jié)構(gòu)圖 芯片的引腳排列和說明 SPCE061A 有兩種封裝片，一種為 84 個引腳，PLCC84 封裝形式；它的排列如圖 所示；另一種為 80 個引腳，LQFP80 封裝。與 凌陽 SPCE500A 不同之處在于，在存儲器資源方面考慮到用戶較少資源需求同時方便程序調(diào)試等功能，凌陽 SPCE061A 里內(nèi)嵌 32K 字的閃存，它的比較高的處理速度使 181。 主控模塊的電路設計 SPCE061A 簡介SPCE061A 是繼 181。無線模塊之間的最大無障礙距離約 50m 最大有障礙距離約 20m。本系統(tǒng)采用單凌陽單片機，完全滿足系統(tǒng)需求，充分利用了各項資源，使得本設計更趨向智能化，人性化。鍵盤顯示電路都是由 HD7279 和單片機實現(xiàn)控制。由于凌陽單片機自帶報警電路，所以只需接一個喇叭就可以直線報警的功能，在圖中就沒有畫出來。主機放置在離人近或者方便看見的地方，用于接收數(shù)據(jù)并顯示溫度，同時實現(xiàn)不在限溫范圍內(nèi)報警的功能（超過 50℃即報警還有低于 20℃即報警） 。采用方案四可以在保障系統(tǒng)長期穩(wěn)定的同時，保障系統(tǒng)在停電或者斷電以及其他突發(fā)情況下能照常運行，從可行性上來考慮，應選擇方案四。使系統(tǒng)的可靠性增加。而主機和從機之間進行無線通信時，信號傳輸?shù)目煽啃约霸骷牡凸姆浅Ｖ匾詿o線傳輸模塊采用方案二。本方案應用這一數(shù)字溫度芯片 DS18B20，也是順應系統(tǒng)芯片化的趨勢。部分外圍電路的集成，使總體電路更加簡潔，搭建電路以及焊接電路時更加方便快捷。且在學校有凌陽開發(fā)板可供使用，大大方便了我的設計。凌陽 SPCE061A 單片機算術運算功能強，軟件編程靈活，自由空間大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低，體積小，技術成熟和成本低的優(yōu)點，使其在各個領域應用廣泛。方案四：采用穩(wěn)壓電源 12V 經(jīng)過濾波穩(wěn)壓為 5V 后給系統(tǒng)供電，同時使用 12V 蓄電池變壓為 5V 后為系統(tǒng)提供備用電源。蓄電池具有較強的電流驅(qū)動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能，并且移動方便，成本低。但經(jīng)過實驗驗證，當電池為直流電機供電時，單片機、傳感器的工作電壓不夠，性能不穩(wěn)定。穩(wěn)壓源可以提供多種不同的電壓，為單片機、信號處理電路供電。HD7279A 具有片選信號，可非常方便地實現(xiàn)多位 LED 顯示和鍵盤驅(qū)動。它可以同時驅(qū)動 8 位共陰數(shù)碼管，還能同時連接多達 64 鍵的鍵盤矩陣，單片就可完成 LED 數(shù)據(jù)顯示和鍵盤驅(qū)動的全部功能。方案三： HD7279A 控制鍵盤與 LED 顯示。數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓，對外界環(huán)境要求低，易于維護，同時其精度比較高，稱量快，精確可靠，操作簡單。但由于只顯示溫度數(shù)據(jù)，信息量比較少，但是液晶工作量較大，控制器的資源占用較多，使得系統(tǒng)效率變低，而且使用液晶顯示器的成本偏高。方案一：單片機控制鍵盤、液晶顯示屏（LCD）顯示溫度數(shù)據(jù)。 鍵盤顯示模塊的比較與論證鍵盤和顯示是整個系統(tǒng)人機交互的橋梁。該無線模塊有多種低功率工作模式，設計節(jié)能而且使用更為方便。無線芯片 nRF2401 是單片射頻收發(fā)芯片，工作于 ～ ISM 頻段，芯片內(nèi)嵌晶體振蕩器、地址解碼器、時鐘處理器、調(diào)制器、低噪聲放大器、GFSK 濾波器、功率放大器和頻率合成器等功能模塊，通信頻道和輸出功率可通過程序進行調(diào)配。此外NB9148 的位碼可與其他模式相兼容。NB9148 是通用紅外遙控發(fā)射器集成芯片，該器件與 NB9149 配合使用可完成 10 個功能控制。 無線模塊的比較與論證無線傳輸模塊主要是用于主機和從機之間的數(shù)據(jù)傳輸，主機先發(fā)送信號給從機，從機接收到主機發(fā)送的信號后給主機發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。DS18B20 的最大特點是單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計 DS18B20 和微控制器 SPCE061A 構(gòu)成的溫度采集系統(tǒng)，它可以直接輸出溫度的數(shù)字信號，而且直接顯示在數(shù)碼管上。且該芯片的物理化學性都很穩(wěn)定，它能作為工業(yè)測溫元件。方案三：采用 DS18B20 來測量待測電的溫度，數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 輸出的信號全數(shù)字化。另外，這種測溫裝置的一根線上只能掛一個傳感器，不能進行多點測量。方案二：采用單片模擬量的溫度傳感器，比如 AD590,LM35 等。我們需要做到數(shù)據(jù)采集的準確，并且能夠保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。 溫度傳感器模塊比較與論證 溫度傳感器用來進行溫度采集，我們把采集到的數(shù)據(jù)送到單片機上，單片機處理后把數(shù)據(jù)通過一個無線模塊發(fā)送到另一個無線模塊。豐富的外部資源和優(yōu)秀的檢測機制使芯片性能穩(wěn)定、功能豐富，可作為通用的微控制器，廣泛而深入地應用于智能家電、工業(yè)控制、家居安防等多領域。它運算能力強，處理速度快，單周期最高能達到 49MHz 內(nèi)置的專用MIC 接口和雙路 10bitDAC，使得它非常適合開發(fā)語音電子產(chǎn)品。SPCE061A 是凌陽科技經(jīng)典的一款 16位的具有語音處理結(jié)構(gòu)的微控制器。但是使用 51 或者 52單片機該系統(tǒng)的外圍電路較多，實際操作比較麻煩，一次只能處理八位數(shù)據(jù)，計算比較繁瑣。并且體積較小，引腳不多，方便安裝使用。針對本系統(tǒng)，特提出以下二種方案以供選擇方案一：采用 AT89S52 八位單片機。 系統(tǒng)方案比較與選擇為了更好的實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性與高性價比，我針對以上這些模塊分別提出幾種方案以供選擇。這樣，由于外圍電路過多會使整個檢測系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，系統(tǒng)收集最終數(shù)據(jù)偏差較大；又由于檢測環(huán)境的復雜、測量點又多、信號傳輸距離較遠及各種其他干擾的影響，隨著時間的推移，檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性逐日下降 。湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設 計 第 4 頁 共 56 頁2 總體方案設計溫度檢測系統(tǒng)有許多共同的特點：環(huán)境復雜、測量點多、布線分散、現(xiàn)場離監(jiān)控地點很遠等等。突出在無線這一方面。全智能的環(huán)保家居系統(tǒng)當中也很大程度上需要溫度檢測系統(tǒng)來完成部分功能，然后對溫度數(shù)據(jù)做出反應，比如說智能打開窗戶或者空調(diào)，當沒有人在系統(tǒng)中出現(xiàn)的關閉所有應該關閉的電源來節(jié)約能源，以達到環(huán)保的效果。但是在工農(nóng)業(yè)中的應用還是特別多的，而且越來越先進，功能越來越強大，測溫范圍也越來越大，最重要的是大都趨向于無人全自動機械化，大大節(jié)約了人力成本，而且安全性與保證性也更大了。觸摸開關正是通過溫度信號的檢測來控制開關的狀態(tài)。實際生活生產(chǎn)當中，人們經(jīng)常將此設計應用在智能控制中，從而保證生產(chǎn)的自動化、智能化能夠順利而安全進行，從而提高生產(chǎn)效率。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，很多時候都需要對溫度進行非常嚴格的檢測和控制，以使得生產(chǎn)能夠順利的進行，讓產(chǎn)品的質(zhì)量得到充分的保證。從而溫度的檢測是必不可少的一個課題，而如何讓它在社會生活中發(fā)展得越來越完善，為人們的生產(chǎn)生活帶來更多更大的方便就需要我們當代青年來不斷的探求和摸索。 發(fā)展趨勢溫度是一個十分重要的物理量，因為它直接影響烘烤、燃燒、煅燒、蒸餾、結(jié)晶、空氣流動、溫度漂移等各種化學過程和物理過程。它應用的領域也相當廣泛，可以應用到消防電氣的非破壞性溫度檢測，電力、電訊設備的過熱故障預知檢測，空調(diào)系統(tǒng)的溫度檢測，各類運輸工具之組件的過熱檢測，保全與監(jiān)視系統(tǒng)之應用，醫(yī)療與健湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設 計 第 3 頁 共 56 頁診的溫度測試，化工、機械等設備溫度過熱檢測。所以學習并研究溫度測量及相關知識可做為一個較為實用的課題的方向，能獲得較實用的知識和方法?？刂破魍ㄟ^溫度傳感器實時檢測各節(jié)點的溫度變化，并在 LED 上顯示各點溫度的變化，并實現(xiàn)溫度超過限定值報警的功能。設定與鍵盤和顯示部分相連的單片機為主機，每個溫度傳感器對應一個單獨的單片機，設為從機。本文設計多點無線溫度采集系統(tǒng)。無線溫度采集系統(tǒng)可被廣泛應用于溫度測量或相應的可轉(zhuǎn)換為溫度量或供電故障監(jiān)控的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、服務業(yè)、安全監(jiān)控等工程中，例如：城市路燈故障檢測和供電線路防盜監(jiān)視、環(huán)保工程、大型倉庫溫度檢測、城市居民小區(qū)供熱檢測、大型倉庫溫度檢測、工業(yè)生產(chǎn)測控、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)溫度測控、環(huán)保工程、故障監(jiān)控工程等。此時，主機外圍含有的鍵盤顯示模塊可以起到人為控制的作用，同時可以方便直觀的觀察到溫度數(shù)據(jù)，人在此時可以針對性地作出一些反應。但是在常規(guī)的溫度測量的實際應用當中，比如說糧食倉庫環(huán)境或者工業(yè)化學反應的溫度測量等等，無線溫度測量系統(tǒng)還是能夠滿足測量的需求的。但是無線溫度測量系統(tǒng)發(fā)展非常緩慢。遠距離通信的有 GPS，手機 等等。 當今無線通信存在于我們?nèi)祟惿畹姆椒矫婷妗５窃谝恍┨囟ǖ沫h(huán)境下溫度監(jiān)測范圍大,待測點距離遠,布線非常不方便。溫度是工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見以及最基本的參考數(shù)據(jù)之一，在生產(chǎn)過程中常需要對溫度進行檢測和控制，采用微型計算機機進行溫度檢測、信息存儲、數(shù)字顯示及實時自動控制，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率以及節(jié)約能源等都具有特別重要的作用。 課題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 課題的研究現(xiàn)狀21 世紀的今天，科學技術的發(fā)展日新月異，科學技術的進步同時也帶動了測量技術的發(fā)展，現(xiàn)代測控設備不同于以前，它們在性能和結(jié)構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的變化。其涉及的知識面較廣，它涵蓋了電子、機械、軟件學等領域。該設計具有數(shù)據(jù)處理界面友好、功能強大、性價比高、顯示直觀、應用廣泛等特點，可以廣泛應用于智能家居、機電一體化、儀表、儀器、工農(nóng)業(yè)控制等許多領域。人們需要一種應用范圍廣、性價比高的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 湖 南 商 學 院 本 科 畢 業(yè) 設 計 誠 信 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設計，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 畢 業(yè) 設 計基于無線網(wǎng)絡的溫度采集系統(tǒng)設計畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日 　　期：　　 　 　　 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。 本科畢業(yè)設計作者簽名： 年 月 日湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設 計 內(nèi)容摘要 由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用范圍越來越寬、所涉及到的測量信號和信號源的類型越來越多、對測量的要求也越來越高，國內(nèi)現(xiàn)在已有很多溫度測量和采集的系統(tǒng)，但很多溫度采集系統(tǒng)存在功能單一、采集速率低、穩(wěn)定性不高，操作復雜，并且對溫度測試環(huán)境要求比較高等等的許多問題。基于單片機的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由將來自 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器的信號直接傳輸給單片機從機，單片機從機經(jīng)過信號處并通過 nRF2401 無線模塊發(fā)送給單片機主機，并在主機上顯示出溫度，同時實現(xiàn)溫度過高或者過低的報警功能，溫度超過 50 攝氏度時語音報警說明溫度過高，溫度低于 20 攝氏度時語音報警說明溫度過低。關鍵詞無線；溫度采集；單片機；報警 湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設 計 ABSTRACTsince the wide range of data acquisition system, which involves the measurement signal and the type of signal source more and more, Surveyors are increasingly high requirements of the domestic now have a lot of data acquisition and measurement system But there are many single function systems, collecting less access, low collection rate, plicated operations, and the demands of the test environment and other issues．It requires abroad sc