【正文】 PTR8000初始化等。它有兩個(gè)板子，因此程序的設(shè)計(jì)需要兩個(gè)。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程 電 壓 Vpp。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA端狀態(tài)。 /EA/VPP：外部訪問允許。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許 （ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由 外 部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī) 器周期兩次 PSEN有效，基于無線傳感器網(wǎng)路的溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 即輸出兩個(gè)脈沖。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高。 對(duì) Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG） 如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH單元的 DO位置位，可禁止 ALE操作。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外 輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 P3口除了作為一般的 I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表 4所示： 表 4 P3口的第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0 （外中斷 0） INT1 （外中斷 1） T0（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） T1（定數(shù) /計(jì)數(shù)器 1） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 此外， P3口還接收一些用于 FlasS閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。對(duì) P3口寫入 “1”時(shí)，它們被內(nèi) 部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P3 口 ： P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位 雙向 I/O口。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX RI指令）時(shí)， P2口 輸 出 P2鎖 存 器 的內(nèi)容。 對(duì)端 口 P2寫 “1”， 通 過 內(nèi)部的 上 拉電阻 把端口拉 到 高電 平 ，此時(shí) 可 作輸入 口 ，作 輸 入口使 用 時(shí)，因 為 內(nèi)部存在 上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸 出一個(gè)電流 (IIL)。與 AT89C51 不同之處是 ， 和 還 可分別作為定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 2 的 外 部計(jì)數(shù)輸入（ ）和輸入（ ），參見 表 3： 表 3 引腳號(hào) 功能特性 T2（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù) 2捕獲 /重裝載觸發(fā)和方向控制） Flash 編程和程序校驗(yàn)期間 ， P1 接 收低 8 位 地址。 對(duì)端口寫 “1”， 通 過 內(nèi)部的 上 拉電阻把 端 口拉到 高 電平， 此 時(shí)可作輸 入 口。在 Flash 編程時(shí) ， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL邏輯門電路，對(duì)端口 P0 寫 “1”時(shí)，可做為高阻抗輸入端用。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 同時(shí) ， AT89C52可降至 0Hz的靜 態(tài) 邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 低功耗空閑和掉電模式 2 個(gè)讀寫中斷口線 2 個(gè)外部中斷源 2 個(gè)串行中斷 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 32 個(gè)雙向 I/O 口 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線，AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。 AT89C52 是 51 系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL圖 11 PTR8000 接收時(shí)序圖 基于無線傳感器網(wǎng)路的溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 公司生產(chǎn)的。 接收模式時(shí)序圖如圖 11所示： 系統(tǒng)報(bào)警電路 系統(tǒng)的報(bào)警電路采用一個(gè)三極管 9013 和一個(gè)電鈴組成，其電路圖如圖 12 所示： B E L LS2P 1 . 7Q19013V C C 圖 12 報(bào)警電路 其中， S2 的功能時(shí)手動(dòng)接觸報(bào)警按鈕， 電鈴為報(bào)警器， 輸出報(bào)警信號(hào)。 圖 10 PTR8000 發(fā)送時(shí)序圖 基于無線傳感器網(wǎng)路的溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 （ 6） MCU可以以合適的速率通過 SPI接口讀出有效數(shù)據(jù) 。 （ 4） 當(dāng) PTR8000接收到有效的數(shù)據(jù)包 CRC校驗(yàn)正確時(shí) PTR8000去掉前導(dǎo)碼地址和CRC位 。 （ 2） 當(dāng) PTR8000 發(fā)現(xiàn)和接收頻率相同的載波時(shí)載波檢測 CD 被置高 。 （ 5） 當(dāng) TRX_CE被設(shè)置為低時(shí) PTR8000結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸并將自己設(shè)置成待機(jī)模式 。 基于無線傳感器網(wǎng)路的溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 （ 2） MCU設(shè)置 TRX_CE TX_EN為高來啟動(dòng)傳輸 （ 3） PTR8000內(nèi)部處理 無線系統(tǒng)自動(dòng)上電數(shù)據(jù)包完成加前導(dǎo)碼和 CRC校驗(yàn)碼數(shù)據(jù)包發(fā)送 100kbps GFSK 曼切斯特編碼 。 配置編程 上電以后 MCU首先配置 PTR8000模塊先將 PWR TXEN TRX_CE設(shè)為配置模式，MCU通過 SPI將配置數(shù)據(jù)移入 PTR8000模塊在掉電和待機(jī)模式工作后配置內(nèi)容仍然有效配置數(shù)據(jù)只有當(dāng)電源撤除后才會(huì)丟失 。 SPI 接口 SPI 接口由 SCK、 MISO、 MOSI 以及 CSN 組成： （ 1） 在配置模式下，單片機(jī)通過 SPI 接口配置 PTR8000 的工作參數(shù)； DR AM CD MISO MOSI SCK CSN PWR TRXEN TXEN Pin4 Pin3 Pin8 Pin7 Pin6 Pin12 Pin11 Pin10 Pin9 Pin2 模式控制 SPI 接口 狀態(tài)輸出 PTR8000 基于無線傳感器網(wǎng)路的溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 （ 2） 在發(fā)射 /接收模式下，單片機(jī) SPI 接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)； 狀態(tài)輸出接口 提供載波檢測輸出 CD，地址匹配輸出 AM，數(shù)據(jù)就緒輸出 DR。 （ 2）掉電模式下功耗約為 微安，此時(shí)所有電路關(guān)閉，進(jìn)入最省電狀 態(tài)。它基于無線傳感器網(wǎng)路的溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 的示意圖如圖 9 所示 : 圖 9 PTR8000 輸出口 圖中給出了 PTR8000 的用戶接口，該接口由 10 個(gè)數(shù)字輸入 /輸出 I/O 組成。 系統(tǒng)無線傳輸部分電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的主要部分是無線傳輸部分，它負(fù)責(zé)信息的傳遞，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間的交流，其功能相當(dāng)于有線系統(tǒng)中的導(dǎo)線。我們選用 74 系列的驅(qū)動(dòng)芯片，有 74LS273 芯片 、 7545 740 74LS0 74LS04 等芯片。 而現(xiàn)實(shí)中經(jīng)常用到的數(shù)碼管是制作成的數(shù)碼管芯片它將二極管集成到一個(gè)小芯片上，這樣可以直觀的顯現(xiàn) 09 的數(shù)字，它的樣式如圖 8 所示： abfcgdeDPY1234567abcdefg8 dpdp八段數(shù)碼管CO M 圖 8 八段數(shù) 碼管 共陽極的數(shù)碼管 0~f 的段編碼是這樣的： unsigned char code table[]={ //共陽極 0~f 數(shù)碼管編碼 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,//0~3 0x99,0x92,0x82,0xf8,//4~7 0x80,0x90,0x88,0x83,//8~b 0xc6,0xa1,0x86,0x8e //c~f}。而共陽極就是將八個(gè) LED 的陽極連在一起。所謂的八段就是指數(shù)碼管里有八個(gè)小 LED 發(fā)光二極管，通過控制基于無線傳感器網(wǎng)路的溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 不同的 LED 的亮滅來顯示出不同的字形。 測溫系統(tǒng)電路連接 系統(tǒng)的測溫部分用 DS18B20 芯片來完成，由于 DS18B20 有兩種封裝形式，在這里我們選擇八引腳 SOSI 封裝，其引腳情況如圖 7 所述 。只要 DS18B20 一上電，告警條件就保持在設(shè)置狀態(tài)，直到另一次溫度測量顯示出非告警值或者改變 TH 或 TL 的設(shè)置，使得測量值再一次位于允許的范圍之內(nèi)。但是，僅在最近一次溫度測量出現(xiàn)告警的情況下， DS18B20 才對(duì)此命令作出響應(yīng)。搜索 ROM 命令允許總線控制器用排除法識(shí)別總線上的所有從機(jī)的64 位編碼。如果在總線上存在多于一個(gè)的從屬器件而且在 Skip ROM 命令之后發(fā)出讀命令，那么由于多個(gè)從片同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，會(huì)在總線上發(fā)生數(shù)據(jù)沖突（漏極開路下拉會(huì)產(chǎn)生線與的效果）。此命令在總線上有單個(gè)或多個(gè)器件的情況下均可使用。只有與 64 位 ROM 序列嚴(yán)格相符的 DS18B20 才能對(duì)后繼的存貯器操基于無線傳感器網(wǎng)路的溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 作命令作出響應(yīng)。如果總線上存在多于一個(gè)的從屬器件，那么當(dāng)所有從片企圖同時(shí)發(fā)送時(shí)將發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的現(xiàn)象（漏極開路會(huì)產(chǎn)生線與的結(jié)果）。這些命令列 舉 如下： Read ROM(讀 ROM)[33h] 此命令允許總線主機(jī)讀 DS18B20 的 8 位產(chǎn)品系列編碼，唯一的 48 位序列號(hào)，以及 8 位的 CRC。 （ 2） ROM 操作命令 一旦總線主機(jī)檢測到從屬器件的存在，它便可以發(fā)出器件 ROM 操作命令之一。初始化序列包括總線主機(jī)發(fā)出一復(fù)位脈沖，接著由從屬器件送出存在脈沖。 DS18B20 工作過程一般遵循以下協(xié)議：初始化 ——ROM 操作命令 ——存儲(chǔ)器操作命令 ——處理數(shù)據(jù) 。測量結(jié)果存入溫度寄存器中。當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)門開通時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。 DS18B20 測量溫度時(shí)使用特有的溫度測量技術(shù)。 溫度寄存器中的溫度值以 9 位數(shù)據(jù)格式表示，最高位為符號(hào)位，其余 8 位以二進(jìn)制補(bǔ)碼形式表示溫度值。這樣，經(jīng)過比較后所得的溫度寄存器的值就是最終讀取的溫度值了，其最后位代表 ℃ ，四舍五入最大量化誤差為 177。 DS18B20 內(nèi)部的比較器以四舍五入的量化方式確定溫度寄存器的最低有效位。為了補(bǔ)償振蕩器溫度特性的非線性性，斜率累加器提供的預(yù)置數(shù)也隨溫度相應(yīng)變化。初始時(shí)，計(jì)數(shù)器 1 預(yù)置的是與 55℃ 相對(duì)應(yīng)的一個(gè)預(yù)置值。 高溫度系數(shù)振蕩器是一個(gè)振蕩頻率對(duì)溫度很敏感的振蕩器，為計(jì)數(shù)器 2 提供一個(gè)頻率隨溫度變化的計(jì)數(shù)脈沖。 DS18B20 引腳定義： (1)、 DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； (2)、 GND 為電源地； (3)、 VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）?！? (6)、可編程的分辨率為 9～ 12 位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、℃ 和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫 (7)、在 9 位分 辨率時(shí)最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時(shí)最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 (8)、測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 (9)、負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 DS18B20 簡介 DS18B20 是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)數(shù)字溫度傳感器芯片。 無線 收發(fā)模塊Ptr8000 微處理器AT89C52 顯示部分 溫度傳感器DS18B20 微處理器 AT89C52 無線收發(fā)模塊 Ptr8000 基于無線傳感器網(wǎng)路的溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 圖 5 系統(tǒng)總體 結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)溫度采集部分電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的溫度采集部分采用 美國 Dallas 公司的 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器，它用獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。當(dāng)溫度在設(shè)置的報(bào)警上下限之內(nèi)，數(shù)碼管只管輸出接收到的溫度，當(dāng)溫度超限的話，微處理器就會(huì)從 口輸出高電平，控制打鈴報(bào)警。另外一片板子是用來接收溫度并顯示和報(bào)警的，它由單片機(jī)、復(fù)位電路、報(bào)警電路、無線傳輸模塊、 數(shù)碼管顯示模塊組成。 圖 4 接收部分系統(tǒng)框圖 3 系統(tǒng)硬件電路 分析 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的無線溫度采集顯示是由兩片板子組成的。 圖 3 發(fā)送端系統(tǒng)框圖 接收端的 設(shè)計(jì) 接收系統(tǒng)的組成框圖如圖 4 所示。兩部分的功能即： 發(fā)送端的功能：采集溫度，處理數(shù)據(jù)，無線傳輸 接收端的功能： 無線 接收數(shù)據(jù)， 處理數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù) 兩部分的大致組成即： 發(fā)送端的組成：溫度傳感器