【正文】 內(nèi)容 1. 使學(xué)生進一步鞏固和加深對基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識的認識與掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化。培養(yǎng)學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)知識和基本技能進行分析問題和解決實際問題的能力，將理論與實踐結(jié)合 。 3. 使學(xué)生樹立符合國情和生產(chǎn)實際的正確設(shè)計思想和觀點，培養(yǎng)嚴謹、負責(zé)、 實事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識、善于與他人合作 和交流 的 團隊 作風(fēng)。 二、設(shè)計（論文）任務(wù)和要求 設(shè)計任務(wù) 1) 基于 無線溫度傳感器的總體方案設(shè)計與論證，并選定研究對象。 3） 編寫程序，畫好實驗圖，做好設(shè)計實驗并得出數(shù)據(jù)。 5） 結(jié)束與展望。 2） 得出數(shù)據(jù)并與預(yù)想吻合。 4） 設(shè)計要考慮經(jīng)濟性、實用性和可靠性。 2 確定 研究方向。 4 改進不足，完善設(shè)計方案 。 7 畫好程序流程圖圖。 武漢紡織大學(xué) 2020 畢業(yè)設(shè)計 武漢 紡織大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 課題名稱 數(shù)字化無線溫度傳感器的設(shè)計與開發(fā) 院系名稱 外經(jīng)貿(mào) 學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程 班 級 電氣 0722 學(xué)生 姓名 廖 銳 一、課題研究的意義 目前集成化智能傳感器技術(shù)發(fā)展非常迅速，然而由于我國國有資金和技術(shù)等方面的不足，在此方面的研究上同國外的差距還很大。如果我國把集成智能傳感器的研制和生產(chǎn)作為半導(dǎo)體工藝的主要發(fā)展方向之一，就可以在現(xiàn)有的集成電路工藝和微機械加工的優(yōu)勢的基礎(chǔ)上另辟蹊徑，使集成智能傳感器的研制與生產(chǎn)具有一定功能模塊化能力 ，為傳感器產(chǎn)業(yè)的集成化智能化發(fā)展積累新的技術(shù)經(jīng)驗，并拓展應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性，使其成為未來傳感器發(fā)展的主流。 大規(guī)模集成電路技術(shù)和微機械加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，為傳感器向集成化、智能化方向發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，集成智能傳感器在應(yīng)用領(lǐng)域成為傳感器發(fā)展的新趨勢。這樣，使智能傳感器達到了微型化和結(jié)構(gòu)一體化，從而提高了精度和穩(wěn)定性。 武漢紡織大學(xué) 2020 畢業(yè)設(shè)計 三、本課題的研究內(nèi)容 數(shù)字化無線溫度傳感器的設(shè)計應(yīng)包含兩個部分：一部分是溫度測量 (發(fā)射 )電路， 一部分是溫度處理 (接收 )電路。溫度處理部分由無線接收模塊、 MCU、與上位機通訊的接口電路構(gòu)成。 AD590 是 AD公司利用 PN 結(jié)正向電流與溫度的 關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。該器件具有良好的線性和互換性，測量精度高，并具有消除電源波動的特性。但是 AD590 是集成模擬傳感器，需要進行 A／ D轉(zhuǎn)換才能與控制器連接。 方案一：采用 AD590 作為傳感器。這種器件在被測溫度一定時，相當于一個恒 流源。即使電源在 515V之間變化，其電流只是在 l A? 以下作微小變化。 方案二：選用單線數(shù)字溫度傳感器 DSl8B20，它與其他傳感器相比有以下幾個 優(yōu)點： (1)單總線，節(jié)省 I／ O 口 線； (2)數(shù)字化，內(nèi)部自帶 A／ D，編程方便； (3)集成度高，外圍硬件電路簡單； (4)精度高，測溫分辨率可達 ℃ ； 本設(shè)計中選用 DS18B20 作為溫度傳感器。由于受單片機指令運行速度的影響，影響到它的數(shù)據(jù)采集能力，而且它不具有低功耗狀態(tài)，不能滿足低功耗的要求。本方案的主要優(yōu)點： ①速度快，執(zhí)行速度達到 20MIPS，幾乎所有的指令可以在 50ns 的單周期內(nèi)完成， 如此高的性能非常適合實時數(shù)據(jù)采集。 ③軟件編程靈活，可采用 C語言與匯編語言混合編程。 方案三：以 PIC 系列單片機作為中央處理單元，本方案具有前兩個方案無法取代 的優(yōu)點： 1) 選型靈活， PIC系列從低到高有幾十個型號， 可以滿足各種需要。 3) 睡眠和低功耗模式。 基于低功耗的設(shè)計要求，本設(shè)計中采用， PIC 系列單片機作為中央處理單元。 方案二：采用 PTR4000 作為無線收發(fā)模塊，它含有 CRC 硬件校驗，當 PTR4000接收到數(shù)據(jù)與攝制的本機地址一致且 CRC 效驗正確時，才把接收到的數(shù)據(jù)以中斷方式傳給 CPU，誤碼率低，與 PTR2020 相比較，其可靠性高。 串行通訊方案 方案一 :采用 RS422A 標準規(guī)定了差分平衡的電氣接口，它采用平衡驅(qū)動和差分接收的方法。 方案二 :采用 RS485 接口，它是 RS422A 的 變型，它與 RS422A 的區(qū)別在于：RS422A 為全雙工，采用兩對平衡差分信號線；而 RS485 為半雙工，采用一對平武漢紡織大學(xué) 2020 畢業(yè)設(shè)計 衡差分信號線。 RS485標準允許最多并聯(lián) 32臺驅(qū)動器和 32 臺接收器。驅(qū)動器輸出電平在 以下時為邏輯“ l，在 + 以上時為邏輯“ O’’。 RS485 傳輸速率最高為 10Mbit/s，最大電纜長度為 1200米。它是異步串行通訊中應(yīng)用最廣泛的標準總線，它 包括了按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C械方面的規(guī)定。 本設(shè)計中采用 RS232C 接口進行異步通訊即可滿足要求。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(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師 簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 武漢紡織大學(xué) 2020 畢業(yè)設(shè)計 摘 要 集成化智能傳感器概念的提出僅僅十余年，但近年發(fā)展很快，國外刊物上關(guān)于新型集成化智能傳感器研制的報道很多，國內(nèi)一些著名高校和研究所也在開展此類工作。集成化智能傳感器的優(yōu)點使它成為目前傳感器研究的熱點和傳感器發(fā)展的主要方向，必將主宰下個世紀的傳感器市場。溫度測量采用一線制數(shù)字溫度傳感器 DS18B20,其體積小，集成度高自帶 A/D，功耗低。溫度傳輸采用超低功耗發(fā)射接收模塊 PTR4000，以 I2C方式與處理器通訊。 關(guān)鍵 詞 ： PIC16F74； 低功耗 ； 無線 ； 數(shù)字化 ； I2C 總線 武漢紡織大學(xué) 2020 畢業(yè)設(shè)計 Abstract The integration turns the submission of the brain sensor, transducer notion only more than ten years,but the recent years shape is very quick .The sensor，transducer of the sum classic pare， the integration turns the sensor，transducer of brain to have the solid measure sterigma， cost low,the work consumes the sterigma,partial velocity quick,the reliability higher,the accuracy higherand the function strong etc． merit． The integration turns the merit of the sensor， transducer of brain to make it bee the hot spot of the sensor,transducer resear and the cardinal direction of the sensor， transducer shape currently， will dominate the sensor， transducer market place of the next age necessarily． The textual temperature transducer， temperature sensor of digitize wireless has namely the integration turn,the brain turn of characteristics， it is measure(the emission fraction)by the gradient of temeprature， the gradient of temeprature treating(the reception fraction) sum gradient of temeprature is worth three fraction constituent s of display(the place of honor machine)． The gradient of temeprature survey adoption is a glimmer of to make the numerical temperature transducer， temperature sensor DSl8B20． The low work of the treater application consumes the single sheet machine PIC16F74． The gradient of temeprature transmission adopts the super and low 武漢紡織大學(xué) 2020 畢業(yè)設(shè)計 work to consume the emission reception shuttering cake PTR4000， with the mode and treater telemunications． PTR4000 at measure the data of the dot reception sensor， transducer amalgamation the data the transmission goes out by wireless， receiving the fraction to pass to accept the shuttering cake(PTR4000)receive data， the data that will receive passes the place of honor machine with the nonsynchronous string row correspondence method at the same time. Keywords： PICl6F74 ； low_Power； Wireless； Digital； I2C 武漢紡織大學(xué) 2020 畢業(yè)設(shè)計 目 錄 1 選題背景 ?????????????????????????? ? 1 分析內(nèi) 容 ? ???? ? ?????????????????? ?? 1 國內(nèi)、 國外現(xiàn)狀及發(fā)展情況 ? ???????????????? 2 來源及意義 ????????????????????????? 3 2 方案論證 ??????????????????????? ???? 5 總體方案設(shè)計 ???????????????????????? 5 傳感器方案 ????????????????????????? 5 微處理器方案 ??? ???????????????????? 6 射頻模塊方案 ??????????? ????????????? 7 串行通訊方案 ???????????????????????? 7 3 硬件原理與實現(xiàn) ??????????????????????? 8 PIC 系列單片機 ???????????? ? ?????????? 8 PIC 系列微控制器硬件結(jié)構(gòu)特點 ?????????? ? ??? 9 PIC 系列微控制器技術(shù)性能特點 ??????????? ?? 11 PIC16F74 單片機 ??? ???????????? ?? ??? 13 溫度傳感器 DS18B20 ???????????????? ???? 21 無線模塊 PTR4000 ?????????????????? ???? 26 串行接口 ???????????????????