【正文】 規(guī)定的使能信號時（高電位或低電位），對此芯片的操作才有效。 　　 SPI的通信原理很簡單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設(shè)備和一個或多個從設(shè)備，需要至少4根線，事實上3根也可以（用于單向傳輸時，也就是半雙工方式）。外圍設(shè)置FLASHRAM、網(wǎng)絡(luò)控制器、LCD顯示驅(qū)動器、A/D轉(zhuǎn)換器和MCU等。SPI接口主要應(yīng)用在 EEPROM，F(xiàn)LASH，實時時鐘，AD轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間?！? SPI，是英語Serial Peripheral interface的縮寫，顧名思義就是串行外圍設(shè)備接口。最后接收成功時，若CE變低，則nRF24L01進(jìn)入空閑模式1。當(dāng)接收方檢測到有效的地址和CRC時，就將數(shù)據(jù)包存儲在RX FIFO中，同時中斷標(biāo)志位RX_DR置高，IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知MCU去取數(shù)據(jù)。若發(fā)送堆棧中無數(shù)據(jù)且CE為高，則進(jìn)入空閑模式2。最后發(fā)射成功時,若CE為低則nRF24L01進(jìn)入空閑模式1。若未收到應(yīng)答，則自動重新發(fā)射該數(shù)據(jù)(自動重發(fā)已開啟)，若重發(fā)次數(shù)(ARC)達(dá)到上限，MAX_RT置高，TX FIFO中數(shù)據(jù)保留以便再次重發(fā)。若自動應(yīng)答開啟，那么nRF24L01在發(fā)據(jù)后立即進(jìn)入接收模式，接收應(yīng)答信號（自動應(yīng)答接收地址應(yīng)該與接收節(jié)點地址TX_ADDR一致）。表34 DS18B20功能引腳圖引腳名稱引腳功能描述1CE數(shù)字輸入RX或TX模式選擇2SCN數(shù)字輸入SPI片選信號3SCK數(shù)字輸入SPI時鐘4MOSI數(shù)字輸入從SPI數(shù)據(jù)輸入腳5MISO數(shù)字輸出從SPI數(shù)據(jù)輸出腳6IRQ數(shù)字輸出可屏蔽中斷腳7VOD電源電源（+3V）8VSS電源接地（0V）9XC2模擬輸出晶體振蕩器2腳10XC1模擬輸入晶體振蕩器1腳/外部時鐘輸入腳11VDDPA電源輸出給RF的功率放大器提供的+12ANT1天線天線接口113ANT2天線天線接口214VSS電源接地（0V）15VDD電源電源（+3V）16IREP模擬輸入?yún)⒖茧娏?7VSS電源接地（0V）18VDD電源電源（+3V）19DVDD電源輸出去耦電路電源正極端20VSS電源接地（0V） 通過配置寄存器可將nRF241L01配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電四種工作模式，如表35所示。NRF24L01采用GFSK調(diào)制，具有自動應(yīng)答和自動再發(fā)射功能，　片內(nèi)自動生成報頭和CRC校驗碼，　數(shù)據(jù)傳輸率為l Mb/s或2Mb/s，SPI速率為0 Mb/s～10 Mb/s，內(nèi)部有125個通道。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊,并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。 溫度采集電路 無線傳輸電路模塊無線傳輸模塊，采用集成芯片24L01來構(gòu)建收發(fā)電路。本設(shè)計是運(yùn)用兩個DS18B20分別采集溫度來實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集的，但是設(shè)計中考慮一根總線帶多個DS18B20會互相影響測量結(jié)果，因此并沒有使用一個單片機(jī)帶多個溫度采集器的方式，而是采用一個單片機(jī)帶一個溫度采集器兵分別通過發(fā)送模塊將測得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)。（4）實際應(yīng)用時，要注意單線的驅(qū)動能力，不能掛接過多的DS18B20，同時還應(yīng)注意最遠(yuǎn)接線距離。DS18B20 在三線制應(yīng)用時，應(yīng)將其三線焊接牢固；在兩線應(yīng)用時，應(yīng)將VCC與GND接在一起，焊接牢固。（2）有多個測溫點時，應(yīng)考慮系統(tǒng)能實現(xiàn)傳感器出錯自動指示，進(jìn)行自動DS18B20 序列號和自動排序，以減少調(diào)試和維護(hù)工作量。編制程序時必須嚴(yán)格按芯片數(shù)據(jù)手冊提供的有關(guān)操作順序進(jìn)行，讀、寫時間片程序要嚴(yán)格按要求編寫。在實際應(yīng)用中還可以使用一個MOSFET將I/O口線直接和電源相連，起到上拉的作用。另外單總線長度也不宜超過80M，否則也會影響到數(shù)據(jù)的傳輸。本系統(tǒng)為多點溫度測試。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測建筑物內(nèi)溫設(shè)備或機(jī)器，并進(jìn)行過程監(jiān)測和控制。 因為每一個DS18B20的包含一個獨(dú)特的序號，多個DS18B20可以同時存在于一條總線。信息被發(fā)送到/從DS18B20 通過1線接口，所以中央微處理器與DS18B20只有一個一條口線連接。 溫度傳感器可編程的分辨率為9~12位 溫度轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字格式最大值為750毫秒，用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置 應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計，或任何熱敏感系統(tǒng) 。 176。 C至+85 176。華氏相當(dāng)于是67 176?？捎脭?shù)據(jù)總線供電， V 無需備用電源，測量溫度范圍為55 176。其中R0、R1：溫度計分辨率設(shè)置位，其對應(yīng)四種分辨率如下表所列，出廠時R0、R1置為缺省值：R0=1，R1=1（即12位分辨率），用戶可根據(jù)需要改寫配置寄存器以獲得合適的分辨率如表32所示。D、配置寄存器。C、非易失性溫度報警觸發(fā)器TH和TL。64位激光ROM從高位到低位依次為8位CRC、48位序列號和8位家族代碼(28H)組成。此特性的應(yīng)用范圍包括HAVC環(huán)境控制，建筑物、設(shè)備或機(jī)械內(nèi)的溫度檢測，以及過程監(jiān)控和控制中的溫度檢測等。由于每一個DS18B20都有唯一系列號，因此多個DS18B20可以存在同一條單總線上。其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生。測量溫度范圍為 55℃～+125℃，在10℃～+85℃范圍內(nèi)，精度為177。 溫度芯片DS18B20是Dallas公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 溫度采集電路 DS18B20簡介 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。 復(fù)位電路：確定單片機(jī)起始的工作狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動過程。 XTAL2：振蕩器反相放大器輸出端。不當(dāng)選擇12V編程電源時，在Flash編程期間，這個引腳可接12V編程電壓。為了能夠從外部程序存儲器的0000H至FFFFH單元中取指令，/EA必須接地，然而要注意的是，若對加密位1進(jìn)行編程，則在復(fù)位時，/EA的狀態(tài)在內(nèi)部被鎖存。在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過兩個/PSEN信號。 /PSEN：外部程序存儲器讀選取通信號。ALE僅在MOVE或MOVC指令期間激活，否則ALE引腳將被略微拉高。如果希望禁止ALE操作，可通過將特殊功能寄存器中位地址為8EH那位置的“0”來實現(xiàn)。在Flash 編程期間，此引腳也可用于輸入編程脈沖（/PROG）。當(dāng)振蕩器工作時，此引腳上出現(xiàn)兩個機(jī)器周期的高電平將系統(tǒng)復(fù)位。P3口除了通用I/O口功能外，還有替代功能，如表31所示。若外部的負(fù)載是低電平，則通過內(nèi)部上拉電阻向輸出電流。P3口：具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向口。當(dāng)CPU用8位地址尋址外部存儲時，P2口為P2特殊功能寄存器的內(nèi)容。若負(fù)載為低電平，則通過內(nèi)部上拉電阻向外部輸出電流。 P2口：具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在FLASH并行編程和校驗時，P1口可輸入低字節(jié)地址。輸出緩沖器可驅(qū)動四個TTL負(fù)載；用作輸入時，先將引腳置1，由片內(nèi)上拉電阻將其抬到高電平。P1口：8位、雙向I/0口，內(nèi)部含有上拉電阻。在該模式下，P0口含有內(nèi)部上拉電阻。作為輸入時，首先應(yīng)將引腳置1。 AT89S52引腳圖 AT89S52引腳說明P0口：8位、開漏級、雙向I/O口。 AT89S52單片機(jī)片內(nèi)的Flash可允許在線重新編程，也可用通用非易失性存儲編程器編程；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含128字節(jié)的RAM；有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口。兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)的AT89S52單片機(jī)是一個低功耗、高性能CHMOS的單片機(jī)，片內(nèi)含4KB在線可編程Flash存儲器的單片機(jī)。主要用到的元器件有單片機(jī)AT89S52（主控部分），溫度采集器DS18B20，24L01（作為數(shù)據(jù)傳輸模塊），12864（顯示屏），5V電源（本設(shè)計購買的成品電源）。那么該采集系統(tǒng)通過18B20分點采集溫度之后經(jīng)過AT89S52的數(shù)據(jù)處理后分別經(jīng)過24L01模塊的發(fā)射和接收，傳送到主機(jī)的AT89S52，經(jīng)過進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理之后在LCD上顯示出來。 因此，我們這里采用微功耗的24L01作為數(shù)據(jù)發(fā)送和接收模塊。125個頻點，滿足多點通信和調(diào)頻通信使用，支持2M的高速數(shù)據(jù)傳輸，減少發(fā)射的時間。該模塊使用頻段為420MHz440MHz。 數(shù)據(jù)傳輸部分 方案一：使用CC1101做無線發(fā)送和接收部分，這種模塊功耗低，最大發(fā)射功率10mW，基于FSK的調(diào)制方式，采用高頻前向交錯和信道交織編碼技術(shù)，隨機(jī)抗干擾和突發(fā)抗干擾的能力都比較強(qiáng)，誤碼率也比較低。作為混合信號和數(shù)字技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，TI公司創(chuàng)新生產(chǎn)的MSP430，使系統(tǒng)設(shè)計人員能夠在保持獨(dú)一無二的低功率的同時同步連接至模擬信號、傳感器和數(shù)字組件。另外AT89S52在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。 主控部分 方案一：采用AT89S52八位單片機(jī)實現(xiàn)。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢。部分功能電路的集成，使總體電路更簡潔，搭建電路和焊接電路時更快。輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。DS18B20的最大特點之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計DS1820和微控制器AT89S52構(gòu)成的溫度測量裝置，它直接輸出溫度的數(shù)字信號，可直接與計算機(jī)連接。直接把信號送給單片機(jī)進(jìn)行處理及控制，省去傳統(tǒng)的測溫方法的很多外圍電路，節(jié)省原件，且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線性度較好。因此采用模擬量的傳感器顯然也不合適。而且，這種測溫裝置的一根線上只能掛一個傳感器，不能進(jìn)行多點的測量。 方案二：采用單片模擬量的溫度傳感器，比如AD590，LM35等。2. 2 方案論證 傳感器的選擇 方案一：采用熱敏電阻，熱敏電阻是對熱敏感的半導(dǎo)體電阻，其阻值隨溫度變化的曲線呈非線性。所以多點溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計的關(guān)鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設(shè)計。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設(shè)計信號調(diào)理電路、A/D 轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到計算機(jī)去處理。本次設(shè)計要實現(xiàn)的是室內(nèi)溫度的采集，首先我們要對溫度采集系統(tǒng)所需要的硬件有個正確的選擇，以便能夠在設(shè)計既能打到目的，又能節(jié)省資源。在系統(tǒng)開發(fā)過程中，硬件設(shè)計和軟件設(shè)計是相互關(guān)聯(lián)的，不能截然分開，硬件設(shè)計時應(yīng)該考慮系統(tǒng)資源及軟件的實現(xiàn)方法，而軟件設(shè)計時又要了解硬件的工作原理?？傊徽撛谀膫€應(yīng)用領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)采集與處理越及時，工作效率就越高，取得的經(jīng)濟(jì)效益也越高。在生產(chǎn)過程中，應(yīng)用這一系統(tǒng)可對生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝參數(shù)進(jìn)行采集，監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本提供信息和手段。因此選擇基于單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計是很有意義也是很有必要的。它是計算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。經(jīng)實驗證明，這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計合理，各項性能良好，經(jīng)過系統(tǒng)擴(kuò)展與升級，可以有效的滿足各種數(shù)據(jù)采集的需要。本設(shè)計在此基礎(chǔ)上設(shè)計了系統(tǒng)的總體方案，最后通過硬件和軟件實現(xiàn)了各個功能模塊。 本設(shè)計采用AT89S52單片機(jī)作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制核心，系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)控制模塊、顯示模塊等幾部分。本設(shè)計是一種基于單片機(jī)的AT89S52芯片的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?；谶@樣的出發(fā)點，旭龍條碼整合多年的自主開發(fā)的經(jīng)驗，同時聯(lián)合內(nèi)外部資源，開發(fā)出了XL828這款便攜式數(shù)據(jù)采集終端產(chǎn)品。無法進(jìn)行當(dāng)前電腦應(yīng)用軟件的直接移值。 目前國內(nèi)外通用的做法都是用嵌入式架構(gòu)來做便攜式數(shù)據(jù)采集器，采集器內(nèi)裝有嵌入式操作系統(tǒng)（各個生產(chǎn)廠家獨(dú)立研制開發(fā)，互不兼容），如WINCE、windows mobile或andrios操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序需要在操作系統(tǒng)上獨(dú)立開發(fā)。 便攜式條碼數(shù)據(jù)采集器（Barcode Hand Terminal），是將條碼掃描裝置與數(shù)據(jù)終端一體化，帶有電池可離線操作的終端電腦設(shè)備。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國目前生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集器的廠已有11家，應(yīng)用進(jìn)口或國產(chǎn)數(shù)據(jù)采集器記性設(shè)備監(jiān)測和診斷的企業(yè)已有數(shù)百家。它能和計算機(jī)結(jié)合在一起成為獨(dú)立的監(jiān)測分析系統(tǒng)，是現(xiàn)代機(jī)器設(shè)備的計算機(jī)輔助診斷手段之一。 數(shù)據(jù)采集器是80年代中期出現(xiàn)的先進(jìn)技術(shù)，是一種具有現(xiàn)場記錄和離線分析機(jī)器設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)功能的便攜式分析儀器。數(shù)據(jù)采集技術(shù)在自動測試、自動控制等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)也呈現(xiàn)出了速度快、通道多、數(shù)據(jù)量大的特點。 數(shù)據(jù)采集技術(shù)是一種使用且流行的電子技術(shù)。相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，單片機(jī)具多功能、高效率、高性能、