【正文】 流程 數(shù)據(jù)接收流程 圖 數(shù)據(jù)收發(fā)程序流程 溫濕度采集模塊程序設(shè) 計 本設(shè)計溫濕度采集模塊采用溫濕度傳感器 DHT11,由 ARM 平臺控制。 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 共 34 頁 圖 STC89C52 與 nRF24L01 電路連接圖 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 共 34 頁 3 軟件的設(shè)計與實現(xiàn) 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計 同硬件設(shè)計一樣，軟件設(shè)計分成數(shù)據(jù)采集端與數(shù)據(jù)接收端兩部分。 XTAL1和 XTAL2 腳是片內(nèi)振蕩電路的輸入、輸出端。 ALE 是地址鎖存允許 /編程引腳。 P3 口為 8 為準雙向口，同時具有第二功能。 P2 口既可以作為 I/O 口，又可作為高 8 位地址總線的分時復(fù)用口。 P1口為 8位準雙向 I/O 口，可作通用 I/O 使用。 P0 口既可以作為 I/O 口，又可作為低 8位地址總線的分時復(fù)用口。端口線： STC89C52 片內(nèi)有 4 個 8 位并行 I/O 接口 P0,P1,P2,P3。 圖 無線接收流程圖 單片機 最小系統(tǒng)電路原理圖 如圖 所示 ： 圖 單片機 最小系統(tǒng)原理圖 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 共 34 頁 STC89C52 的性能特點： （ 1）與 51系列單片機指令系統(tǒng)完全兼容 （ 2） 8K 字節(jié)程序存儲器， 512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 （ 3） 32 個可編程 I/O 口線， 3 個 16 位定時 /計數(shù)器 （ 4） 8個中斷源 ,真正的看門狗，可放心省去外 部看門狗 （ 5）用戶程序用 ISP/IAP 機制寫入，一邊校驗一邊寫無讀出命令，徹底無法解密 圖 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52 單片機有 40 個引腳，共分為電源線，端口線和控制線。 本設(shè)計采 用 AT89 系列單片機內(nèi)部資源就能滿足數(shù)據(jù)接收模塊硬件設(shè)計的需求。它只須占用很小的硅片上的面積，成本非常低，然后同其他程序存儲器、外圍電路等，組合成一個低功耗、低成本的片上系統(tǒng)。有線通信的布線、組網(wǎng)等局限性，滿足不了技術(shù)的發(fā)展和需要，而無線通信有很多方法可以解決，如紅外脈沖傳輸、 藍牙技術(shù)、雷達波等，以 RS232 為標準的無線射常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 共 34 頁 頻通訊方式具有很多優(yōu)點，如可工作于 ISM 頻段，并有內(nèi)置 UART 接口，其應(yīng)用廣泛，價格低廉。其應(yīng)用范圍為工業(yè)自動化、信息采集、家電控制等。 51 系列單片機是大家非常熟悉的微處理器，是最早由美國 Intel 公司生產(chǎn)的一種單片機。 (4) 9腳接地腳 ,需要和母板的邏輯地連接起來； 2腳和 9腳懸空。當(dāng)然對 3V左右的單片機更加適用。推薦電壓 。模塊數(shù)據(jù)的收發(fā)速率選擇 1Mbps。該模塊在通信時 SCK 高電平有效，在一個跳變沿采樣，高位在前。其供電電壓范圍為 1． 9— 3． 3V，最大發(fā)射功率為 1mW。其無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強型 SchockBurst TM 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。 無線收發(fā)模塊設(shè)計 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊選用無線數(shù)傳 nRF24L01，由 RAM 平臺控制發(fā)送數(shù)據(jù)。 DHT11也采用外部電源方式供電，在外部電源供電方式下，整個電路工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，電路也比較簡單，同時總線上可以掛接多個 DHT11傳感器，組成多點測量溫濕度系統(tǒng)。測量分辨率分別為 8bit（溫度）、 8bit（濕度）。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達 20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的 處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。 圖 單電源供電系統(tǒng) 溫濕度采集模塊設(shè)計 數(shù)據(jù)采集模塊采用溫濕度傳感器 DHT11， 。 片內(nèi)電 壓 調(diào)節(jié)器 連 接到 ，輸出 則連 接到 VDDCORE 和 VDDPLL。例如 可以 將 兩個電 容 并 聯(lián) 在一 起： 100 nF 的 NPO 電 容 和 μF 的X7R 電 容 。 VDDIN 也需要足夠 的 解耦 來提高 啟 動 穩(wěn) 定性以及 減少 電 壓降。 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 共 34 頁 VDDOUT 必須 有 足夠 的 解耦 電 容 以 減少紋波 和防止振蕩 。 電 壓 調(diào)節(jié)器支持低功耗模式 。 電 壓 調(diào)節(jié)器 :AT91SAM7S64 有一個由系統(tǒng)控制器管理的電 壓 調(diào)節(jié)器 。 全速工作 且 運行 不基 于 Flash 時 VDDCORE的動態(tài)功耗 小 于 50 mA。C 時， VDDCORE 的 靜 態(tài)電 流小 于 60 μA ，包括 RC 振蕩器、電 壓調(diào)節(jié)器和上電復(fù)位 。因此 GND 與 系統(tǒng) 地 平 面 的 連 接 應(yīng)盡 可能 短。 可以 直 接 連 接到 VDDOUT。 VDDCORE 是 器件內(nèi) 核 ，包括 Flash正確 工作的 前 提 。 電 壓范圍從 到 ， 典型 值為 。 電壓范圍 為 到 ，標 稱 值為 。 支持電 壓范圍 為 到 ，標 稱 值為 。 ? VDDOUT： 電 壓 調(diào)節(jié)器的輸出， 。 輸入電 壓范圍是 到 ，標 稱 值為 。 圖 AT91SAM7S64的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 電源： AT91SAM7S64有 6種類型 的電源輸入 引腳 以及一個集成的電源調(diào)節(jié)器，使 得 器件可以工作于單一電 壓。它 集成了 USB設(shè)備端口，使 得它 成為 連 接 PC或 手機 的外設(shè) 應(yīng) 用的理 想芯 片 。 BOD 和看門狗 則 可以 監(jiān) 控器件 是否正確 工作 。 鎖定位可以防止 固 件 不小心被 改寫， 而 安全鎖定位 則 可以保護 固 件的安全 。這 個 芯 片 是那些正 在 尋求額 外處理能力和 更大 存儲器的 8 位處理器用 戶 的理想選擇。本設(shè)計采用微處理器 為 AT91SAM7S64， AT91SAM7S64是 Atmel 32位 ARM RISC 處理器 小引腳 數(shù)Flash微 處理器 家族 的一 員。數(shù)據(jù)接收模塊接收到采集方的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)傳送給單片機控制系統(tǒng)，再通過 RS一 232 串行通信將數(shù)據(jù)傳送給計 算機，實現(xiàn)實時監(jiān)測。 ARM 控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的控制核心，數(shù)據(jù)采集模塊采集環(huán)境的溫濕度，再利用數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收端進行相應(yīng)的處理。 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 共 34 頁 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件總體設(shè)計 本系統(tǒng)硬件部分主要為數(shù)據(jù)采集端與數(shù)據(jù)接收端兩部分。 第 5 章 結(jié)論。 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試。 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計。 第 2 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 。具體內(nèi)容如下： 第 1 章 引言。 ARM 的片上系統(tǒng)解決方案也推動了當(dāng)今嵌入式市場中一系列終端產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展。它被廣泛應(yīng)用在 16 位和 32 位嵌入式 RISC 解決方案中，嵌入式 RISC 微處理器市場份額的 75%被它占有。 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 共 34 頁 1提供數(shù)據(jù)即讀取信號通訊協(xié)議 (或 dll 鏈接庫 )，可根據(jù)工程應(yīng)用進行二次開發(fā)，大大減少開發(fā)時間及成本。（軟件未開溫濕度數(shù)據(jù)不會丟失） 用戶可以根據(jù)實際需要任意設(shè)置報警的上下限，軟件會識別顯示記錄超限數(shù)值； 可根據(jù)需要擴展輸出控制功能； 穩(wěn)定性高可 24 小時不間斷工作，是替代傳統(tǒng)溫濕度記錄儀的新式產(chǎn)品。 產(chǎn)品能全程跟蹤記錄展柜，恒溫恒濕室 /箱、藥品倉庫、冷庫、機房、車間、庫房、實驗室等環(huán)境溫濕度變化； 用戶可以通過數(shù)據(jù)管理軟件對所取數(shù)據(jù)進行查看、分析并可將圖表或報表存檔、打印出來； 液晶顯示，在線同時顯示溫度、濕度數(shù)據(jù)，時鐘，報警等信息，現(xiàn)場實時溫濕度環(huán)境一目了 然； 數(shù)字信號輸出，采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，將信號傳輸?shù)街付ǖ慕邮赵O(shè)備或數(shù)據(jù)集中器，然后通過溫濕度系統(tǒng)軟件進行監(jiān)控。 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 現(xiàn)有的溫濕度采集系統(tǒng)主要基于有線傳輸，有線傳輸需要現(xiàn)場布線，因此需要大量的人力物力，在遇到一些相對封閉或不便現(xiàn)場駐點的環(huán)境，將對有線溫濕度采集有著極強的制約力，有線傳輸?shù)木S護也是不容易實現(xiàn)的。目前，這種微功率短距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在民用、工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的溫濕度測量采用有線測控系統(tǒng)，必須實施網(wǎng)絡(luò)布 線工程，鋪設(shè)光纖或者電纜，大大增加了系統(tǒng)的成本，同時降低了系統(tǒng)的靈活性、可維護性以及可擴展性。 致謝 .........................................................................................................................................................................................301 附錄 ............................................................................................................................................................錯誤 !未定義書簽。 Temperature and humidity sensor IV 目錄 摘 要： .................................................................................................................................................................................... II 1 引言 ......................................................................................................................................................................................... 1 課題背景及研究的意義 ..............................................................................................................................................1 課題研究的目的 ...........................................................................................................................................................1 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ..............................................................................................................................................1 論文結(jié)構(gòu)安排 ................................................................................................................................................................2 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ....................................................