【正文】 度變換44H啟動DS1820進行溫度轉換，轉換時最長為500ms（典型為200ms）。適用于單片工作。為操作各器件作好準備。 ROM指令表指 令約定代碼功 能讀ROM33H讀DS1820ROM中的編碼（即64位地址）符合ROM55H發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單總線上與該編碼相對應的DS1820使之作出響應，為下一步對該DS1820的讀寫作準備。這樣才能對DS18B20進行預定的操作。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數據，讀取時低位在前，高位在后，數據格式如表1所示。R1和R0用來設置分辨率，：（DS18B20出廠時被設置為12位） 溫度值分辨率設置表R1R0分辨率溫度最大轉換時間009位0110位1011位375ms1112位750ms（2）高速暫存存儲器高速暫存存儲器由9個字節(jié)組成。④ 配置寄存器： 配置寄存器結構TMR1R011111低五位一直都是1 ，TM是測試模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。例如+125℃的數字輸出為07D0H，+℃的數字輸出為0191H，℃的數字輸出為FF6FH，55℃的數字輸出為FC90H。② DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數形式提供，℃/LSB形式表達，其中S為符號位。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產品類型標號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。器件只有3根外部引腳，其中VDD和GND為電源引腳，另一根DQ線則用作]／O總線，因此稱為一線式數據總線。DSl8B20內部有四個主要部分：① 64位光刻ROM數據存儲器 ② 溫度傳感器 ③ 非易失性電可擦寫溫度報警觸發(fā)器TH、TL ④ 非易失性電可擦寫設置寄存器。：（1）獨特的單線接口。℃。讀，寫和完成溫度變換所需的電源可以由數據線本身提供，而不需要外部電源。 數據采集接口電路 數字式溫度傳感器DS18B20DSl8B20是美國DALLAS公司推出的智能化數字式溫度傳感器，全部傳感組件及轉換電路集成在一個三極管的集成電路中。在這里，由于我們連接的DS18B20并不會多于25個，所以用單片機的一個I／O來驅動多路DSl8B20。圖 單片機最小系統(tǒng)STC89C52RC 溫度數據采集 溫度數據采集電路本系統(tǒng)為多點溫度采集，DSl8820采用外部供電方式，理論上可以在一根數據總線上掛256個DSl8B20，但實踐應用中發(fā)現(xiàn)，如果掛接25個以上的DSl8820仍舊有可能產生功耗問題。【14】。7805所接的負載必須足夠大，否則將導致過熱，損壞。以供無線射頻芯片使用。 系統(tǒng)電源電路和單片機最小系統(tǒng) 電源電路設計。0．5℃，由于每一個DSl8820出廠時都刻有唯一的一個序列號并存入其ROM中，因此CPU可用簡單的通信協(xié)議就可以識別，從而節(jié)省了大量的引線和邏輯電路。(4) DSl8820是美國Dallas半導體公司的新一代數字式溫度傳感器，它具有獨特的單總線接口方式，即允許在一條信號線上掛接數十甚至上百個數字式傳感器，從而使測溫裝置與各傳感器的接口變得十分簡單，克服了模擬式傳感器與微機接口時需要的A／D轉換器及其它復雜外圍電路的缺點，而且，可以通過總線供電，由它組成的溫度測控系統(tǒng)非常方便，而且成本低、體積小、可靠性高。5℃。3℃，在85℃時優(yōu)于177。(3) MAX6575L／H是美國MAXIM公司的一種單總線式數字溫度傳感器，具有較好的線性、較低的功耗，而且編程簡單，調試容易，使用方便。LM74具有休眠模式，在休眠時消耗的電流不超過10μA，適用于對功率消耗有嚴格限制的系統(tǒng)。(2) LM74是美國國家半導體公司推出的集成了帶隙式溫度傳感器、△一Σ型A／D數模轉換器，并具有SPI／Microwire兼容總線接口的數字溫度傳感器。2℃，轉換時間為15~30ms。其內部包含有帶隙溫度傳感器和10位A／D轉換器。Microwireplus總線，Dallas Semiconductor公司的1—Wire總線和Siemens公司的Profibus總線等。在如此眾多的產品中如何選擇出合適的器件，應該把握以下幾點：外圍電路應該盡量簡單；測溫的精度、分辨率要合適，以便減少不必要的電路和軟件開發(fā)成本；溫度傳感器采用的總線負載能力如何，能否滿足多點測溫的需要；占用MCU的I／O引腳數情況如何，因為MCU的系統(tǒng)資源非常寶貴，輸入通道有限，多點溫度測量時，如果測量的點數超過了輸入通道時，就要添加多路復用器，這將增加成本和開發(fā)時間，應盡量節(jié)約；與MCU的通信協(xié)議應盡量簡單，溫度測量的軟件開發(fā)難度、成本要盡量小【13】。 溫度傳感器的選擇數字溫度傳感器是微電子技術、計算機技術和自動測試技術(ATE)的結晶。常用無線射頻收發(fā)芯片主要有nRF401，nRF905，TRF6900，RF2915，BCC418，XEl201A和CC400。6．收發(fā)芯片的封裝和引腳數。5．收發(fā)芯片正常工作所需的外圍元器件數目。4．芯片功耗。3．芯片抗干擾性能。2．芯片發(fā)射功率。本模塊的射頻芯片的選擇上，主要參考以下原則：。在實際應用中，無線射頻收發(fā)一體型芯片的外圍電路十分簡單，可方便與單片機或DSP連接，而且有些型號的無線射頻收發(fā)一體型芯片在環(huán)境以及電磁兼容性方面的要求可滿足工業(yè)設備或軍工設備的使用。由于傳統(tǒng)的無線射頻收發(fā)裝置結構比較復雜，調試困難，而且其可靠性以及安全性都不是很好，不能滿足對環(huán)境以及安全性要求比較高的場合的要求，因此國外各大公司紛紛推出了無線射頻收發(fā)一體型芯片。無線射頻收發(fā)一體型芯片技術是近幾年來發(fā)展起來的一種新型無線通訊技術。正確的選擇射頻芯片可以使研發(fā)過程少走彎路，降低成本，更快更好地將產品推向市場。STC單片機主要性能：1. 高速：1個時鐘／機器周期，增強型8051內核，速度比普通8051快8到12倍2. 寬電壓：~／，~／3. 低功耗設計：空閑模式(可由任意一個中斷喚醒)、掉電模式(可由任意一個外部中斷喚醒，可支持下降沿／低電平和遠程喚醒)4. 工作頻率：0~35MHz相當于普通8051：0~420MHz5. 時鐘：外部晶體或內部RC振蕩器可選，在ISP下載編程用戶程序時設置6. 芯片內EEPROM功能，擦寫次數10萬以上7. ISP／IAP，在系統(tǒng)可編程／在應用可編程，無需編程器／仿真器8. 2個16位定時器，兼容普通8051的定時器T0/T19. 硬件看門狗(WDT)10. 全雙工異步串行D(UART)，兼容普通8051，可當2個串口使用11. 先進的指令集結構，兼容普通8051指令集，有硬件乘法／除法指令【7~11】根據系統(tǒng)的特點和要求結合各種芯片的優(yōu)缺點，我們選擇功能合適、價格低廉的STC單片機作為系統(tǒng)的處理器。STC單片機是一款增強型51單片機，完全兼容MCS．51，還增加了新的功能，新增兩級中斷優(yōu)先級，多一個外中斷，內置EEPROM，硬件看門狗，具有掉電模式，512B內存，支持ISP在線編程，不用編程器，程序可擦寫10萬次。ARM芯片具有體積小、功耗低、功能廣泛和高性能的特點，但是與DSP器件一樣不適合應用在要求簡單的小型系統(tǒng)的場合。但從現(xiàn)階段種DSP器件的情況來看，它的運算能力強，速度快，偏重高端應用領域，其結構功能設計側重于有大量數字信息處理的場合，如雷達、多媒體等領域，不適合在數據處理量不大的小型系統(tǒng)使用。51單片機作為從八十年代就開始流行的處理器，其價格低廉，開發(fā)技術成熟，用廣泛，但是其不足在于功能過于簡單，計算能力有限，并且擴展麻煩、功耗高，已不能適應于目前對測控系統(tǒng)功能和速度的要求。 微處理器芯片的選擇作為系統(tǒng)的核心部件，微處理器的選擇對整個系統(tǒng)的性能起著至關重要的用。以上分析綜合。本文的系統(tǒng)由數據多點采集端，無線通信接收端兩大部分組成，數據發(fā)送端負責數據的采集，處理，顯示和發(fā)送，數據接收端負責數據的接收和顯示。5．模塊需要具有體積小，成本低，開發(fā)周期短的特點。各個采集節(jié)點具有相同的結構且都在接收節(jié)點的無線信號覆蓋范圍之內，采集節(jié)點彼此之間相互獨立。3． 可以根據需要，增加采集節(jié)點。 系統(tǒng)的總體設計及結構組成根據采集電路的功能和應用范圍，本文設計的無線數據采集系統(tǒng)需要具有如下特點：1． 由采集節(jié)點和接收節(jié)點組成，采集節(jié)點主要功能是數據采集，將采集到的數據處理，送LCD顯示的同時也要將處理過的數據發(fā)送給接收節(jié)點，接收節(jié)點將接收的數據送LCD顯示。為達到這個目標，需要對整個系統(tǒng)進行整體的規(guī)劃。本文設計的模塊成本低，采用的芯片體積小，容易嵌入到如頭戴設備、手持設備中去，有著靈活的使用方式和組網方式，應用范圍廣泛，開發(fā)方便。4．完成了系統(tǒng)PCB板圖的繪制和實物板的制作。2．根據單片機，無線射頻芯片等的電流適用情況完成了直流電源供電部分設計。本文的主要研究工作包括以下幾個方面：1．對無線數據采集電路進行了總體規(guī)劃，設計了采集節(jié)點和接收節(jié)點的結構。 本文的主要研究工作本課題在綜合分析藍牙、紅外通信、GSM＼CDMA＼GPRS、IEEE802．11x等無線數據采集方式的基礎上，針對有線的數據采集方式應用受到限制的場合，結合實際，考慮到做成實物調試的成本、開發(fā)的難易程度等可行性問題確定了無線射頻收發(fā)一體芯片解決方案。比如測溫范圍不寬，一般為．+50℃~+150℃。與模擬傳感器相比，數字式傳感器在精度、分辨率、可靠性、抗干擾能力以及器件微小化方面都有明顯的優(yōu)點，而且，輸出的溫度數據和相關的溫度控制量可以適配各種微控制器。(10) 近年來，隨著微電子技術、計算機技術和自動測試技術的發(fā)展，人們開發(fā)出將溫度傳感器和數字電路集成在一起的新型數字式集成溫度傳感器。熱電偶具有結構簡單、制作方便、測量范圍寬、精度高、熱慣性小等特點。(9) 微波溫度檢測器是利用在不同溫度下，溫度與控制電壓成線性關系的原理制成的。激光測溫特別適于遠程測量和特殊環(huán)境下的溫度測量。1℃以內，測溫范圍可以從絕對0℃~2000℃。在常規(guī)辦法無法測量的場合，光纖測溫得到快速發(fā)展，已開發(fā)了開關式溫度檢測器、輻射式溫度檢測器等多種實用型的品種。但它的缺點是一致性差、不易做到互換，而且PN結容易受外界輻射的影響，穩(wěn)定性難以保證。半導體的電阻溫度系數比金屬大1～2個數量級，二極管和三極管的PN結電壓、電容對溫度靈敏度很高。其基本原理是通過測量聲波傳感器間的聲波傳播時間以最小二乘原理重建溫度的測量方法。(5) 利用聲學原理的測量方法。它的原理是物體受熱輻射后，視物體本身的性質，能將其吸收、透過或反射。(4) 利用熱輻射原理。而陶瓷熱敏元件的實質是利用半導體電阻的正溫特性，用半導體陶瓷材料制成的熱敏元件。這類元件如銅電阻、鎳電阻、鉑電阻等，它們的特點是穩(wěn)定性好、耐高溫，如鉑電阻有的可達六、七百度。利用該方法的測溫元件大致有電阻測溫元件、導體測溫元件和陶瓷熱敏元件。它的缺點是線性不好，冷端需要溫度補償。熱電偶發(fā)展較早，比較成熟，至今仍為應用最廣泛的檢測元件。(2) 利用熱電效應的方法?？墒撬娜秉c是只能近距離觀測，易碎，而且有毒。目前各種溫度測量方法種類繁多，應用范圍廣泛，主要包括以下幾種：(1) 傳統(tǒng)的利用物體熱脹冷縮原理的方法。因此，測量溫度的儀器在測溫系統(tǒng)中占有至關重要的地位。 五種無線數據傳輸技術的具體性能比較IrDA x藍牙GSM、CDMA、GPRS嵌入射頻收發(fā)一體型芯片工作頻率波長875mm900MHz／1．2GHz433MHz／1．2GHz通信距離l～20米(必須是直線)50米lO米左右無限制100米以上功耗情況中高較高高低抗干擾能力一般，對傳輸角度要求比高一般，對周圍環(huán)境要求較高較好好好自主開發(fā)程度差差較高差高，可根據實際情況任意制定或修改硬件以及通訊協(xié)議開發(fā)成本中高高高低技術成熟度高較成熟較成熟較成熟成熟通訊協(xié)議紅外傳輸協(xié)議Blue ToothGPRS/可自行定義，靈活度極高運營成本無無無極高無 溫度測量技術的發(fā)展現(xiàn)況溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它在工業(yè)自動化、家用電器、環(huán)境保護、安全生產和汽車工業(yè)等行業(yè)中都是基本的檢測參數之一。通過無線射頻收發(fā)一體型芯片與單片機或DSP的結合使用，再在數據傳輸過程中配合先進的通訊協(xié)議數據處理算法實現(xiàn)糾錯、校驗以及加密等功能，可滿足無線數據傳輸的要求。同時，嵌入式無線射頻收發(fā)一體型芯片普遍采用了標準的數字通訊接口，如SPI，UART等，可以很方便的與DSP或單片機等微處理器芯片結合使用?；谇度胧缴漕l無線收發(fā)一體型芯片的無線數據傳輸技術是近幾年發(fā)展起來的一種無線數據傳輸技術，其核心技術是嵌入式射頻無線收發(fā)一體型芯片技術。基于GSM＼CDMA、GPRS無線通訊網絡的數據傳輸技術是近幾年發(fā)展起來的一種新型的無線數據傳輸技術，該技術依托于GSM、CDMA＼GPRS無線通訊網絡進行無線數據傳輸，因此其沒有傳輸距離的限制，只要GSM＼CDMA、GPRS無線通訊網絡覆蓋的地區(qū)均可以進行無線數據傳輸。藍牙(Blue Tooth)技術專門為近距離無線數據傳輸而設計，其有效傳輸距離為10米，傳輸速率為IOM。IEEE 802．1lx無線局域網技術基于計算機網絡技術發(fā)展而來，是專門針對計算機網絡通訊而設計的無線通訊技術，其有效傳輸距離為50米，傳輸速率為llM．54M不等，經常應用于企業(yè)學校等場所。以上列出了五種常用的無線通信方式，這些通信方式各有優(yōu)點，各有不同的適用范圍，下面針對它們的使用范圍和各自特點進行比較。 無線通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀隨著網絡和