【正文】 核心的單片機(jī)系統(tǒng)在硬件上具有更加簡單方便等優(yōu)點(diǎn)，具體如下[5]：STC89C52 單片機(jī)是最早期也最典型的產(chǎn)品，低功耗、高性能、采用CHMOS 工藝的8位單片機(jī)。同時，在系統(tǒng)工作過程中，能有效地保存數(shù)據(jù)信息，即使斷電也不會丟失信息。這種單片機(jī)是由美國Atmel 公司率先推出的，它的最突出優(yōu)點(diǎn)是把快擦寫存儲器應(yīng)用于單片機(jī)中。在單片機(jī)家族中，80C51 系列是其中的佼佼者。單片機(jī)的首創(chuàng)公司Intel 將其MCS51 系列中的80C51 內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給世界許多著名IC 制造廠商，如Atmei、Philips、NEC等，這樣80C51 就變成有眾多制造廠商支持的發(fā)展出上百種品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為8051系列，也有人簡稱為51 系列。隨著單片機(jī)在各個領(lǐng)域全面深入的發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的8 位、16 位、32 位通用型單片機(jī)，以及小型廉價的專用型單片機(jī)。Intel 公司推出的MCS96 系列單片機(jī)中，將一些用于測控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)測器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。(4)指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。(2)CPU 外圍功能單元的集中管理模式。(1)完善的外部總線。Intel 公司在MCS48 基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的MCS51單片機(jī)系列。MCS48 的推出是在工控領(lǐng)域的探索，參與這一探索的公司還有Motorola,ZiLong 等，都取得了滿意的效果。 單片機(jī)部分（一）單片機(jī)發(fā)展單片機(jī)又稱“MCU”，其發(fā)展歷程主要經(jīng)歷了以下五個階段[7]:第一階段:單片機(jī)的探索階段。NRF24L01主要對數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳輸。最后單片機(jī)2再把有效的數(shù)據(jù)通過RS232串口傳至計算機(jī)，計算機(jī)對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲。在單片機(jī)1的控制下，溫度傳感器把溫度數(shù)據(jù)傳至單片機(jī)1進(jìn)行判斷、顯示，并控制NRF24L01無線模塊1把數(shù)據(jù)發(fā)射出去。2 溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計 系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成身的溫度采集系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件電路由溫度傳感器、單片機(jī)、NRF24L0RS232 串口通信和計算機(jī)組成。單片機(jī)及其外圍電路構(gòu)成的部分是專為數(shù)據(jù)采集等功能的要求而配置的，主機(jī)則承擔(dān)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的人機(jī)對話、大容量的計算、記錄、打印、圖形顯示等任務(wù)。這是一種近年來隨著8位單片機(jī)出現(xiàn)而在計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中迅速發(fā)展的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。 數(shù)字信號微處理器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DSP 數(shù)字信號微處理器從理論上而言就是一種單片機(jī)的形式，常用的數(shù)字信號處理芯片有兩種類型，一種是專用DSP 芯片，一種是通用DSP 芯片。(3)系統(tǒng)的可靠性好、使用方便。(2)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計與配置規(guī)模都是以滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能要求為原則，因此系統(tǒng)的軟硬件應(yīng)用配置具有最佳的性價比。(4)在工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行的可靠性差，對安放的環(huán)境要求較高；程序在RAM 中運(yùn)行，易受外界干擾破壞。(2)具有自開發(fā)能力。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單介紹隨著自動控制、監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集越來越被廣泛應(yīng)用，如醫(yī)療、工業(yè)等方面，數(shù)據(jù)采集是指將溫度，壓力，流量，位移等模擬量通過各種傳感元件做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E采集，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，傳給PC 機(jī)進(jìn)行存儲，處理，顯示或打印的過程，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可分為以下幾種：將采集來的信號通過外部的采樣和A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號通過接口電路送入微機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理，然后再顯示處理結(jié)果或經(jīng)過D/A 轉(zhuǎn)換輸出，主要有以下幾個特點(diǎn):(1)系統(tǒng)較強(qiáng)的軟、硬件支持。本系統(tǒng)中把溫度傳感器DS18B20 將采集到的溫度值送給單片機(jī)進(jìn)行處理,通過nRF24L01 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線傳輸,在上位機(jī)的控制系統(tǒng)中,采用RS232口作為計算機(jī)與單片機(jī)溫度數(shù)據(jù)通信接口。溫度是環(huán)境監(jiān)測的重要參數(shù),在一些特定的場合常常需要對溫度進(jìn)行監(jiān)測。采用單片機(jī)來對數(shù)據(jù)采集進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控數(shù)據(jù)的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。單片機(jī)在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、信息處理、家用電器等各測控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭。比如在氣象部門、航空航天部門、以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)……可以說現(xiàn)代社會生活的各方面都對實(shí)時、即時的數(shù)據(jù)存在著依賴。在機(jī)械、精密制造、化工等行業(yè)，可以說那時幾乎所有的工業(yè)部門都不得不考慮著技術(shù)領(lǐng)先的因素。無論你生活在哪里，從事什么工作，無時無刻不在與信息打著交道。徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)基于單片機(jī)的無線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計目 錄1 緒論 1 課題背景 1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單介紹 12 溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計 3 系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成 3 單片機(jī)部分 3 溫度傳感器部分 7 LED數(shù)碼管部分 15 NRF24L01無線數(shù)據(jù)傳輸部分 16 系統(tǒng)軟件設(shè)計 29 DS18B20 程序的設(shè)計 29 數(shù)碼管顯示程序的設(shè)計 313 串口通信 36 通信簡介 36 單片機(jī)串口通信接口 37 單片機(jī)串口結(jié)構(gòu) 37 單片機(jī)與PC 機(jī)之間電平轉(zhuǎn)換硬件接口 38 單片機(jī)串口通信設(shè)置及程序設(shè)計 404 上位機(jī)程序設(shè)計 43 Visual Basic 語言簡介 43 串口通信的實(shí)現(xiàn) 43 MSComm 控件的操控原則 44 MSComm 的屬性 44 上位機(jī)程序設(shè)計 45 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 47總結(jié) 49致謝 50參考文獻(xiàn) 51附錄 52附錄1 52附錄2 57附錄3 80931 緒論 課題背景在現(xiàn)代社會的生活環(huán)境中，信息扮演著極其重要的角色。所謂信息就是人們即時獲得對自己有用的數(shù)據(jù)。自18 世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展與是否能掌握技術(shù)有著密切的聯(lián)系。但是進(jìn)入20 世紀(jì)也就是人們說的信息社會的到來技術(shù)雖然還是關(guān)鍵的因素，但是獲得技術(shù)已經(jīng)不是靠那種人們基本的手工操作了，信息是獲得技術(shù)的關(guān)鍵所在，這就要求人們能在第一時間獲得數(shù)據(jù)。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來越多稱之為單片機(jī)的小電腦在為我們服務(wù)。時下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、模糊控制化己成為世界潮流，而這些高性能無一不是靠單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動化和各個測控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用。很多溫度監(jiān)測環(huán)境范圍大,測點(diǎn)距離遠(yuǎn),布線很不方便。本系統(tǒng)既能準(zhǔn)確的測量溫度,又能解決測量距離上的問題，基此，本繞基于單片機(jī)無線的溫度采集系統(tǒng)展開應(yīng)用研究工作。通用微型計算機(jī)系統(tǒng)所有的軟硬件資源都可以用來支持系統(tǒng)進(jìn)行工作。(3)系統(tǒng)的軟硬件的應(yīng)用配置比較小，系統(tǒng)的成本較高，但二次開發(fā)時，軟硬件擴(kuò)展能力較好。它是由單片機(jī)及其些外圍芯片構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是近年來微機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的結(jié)果，它具有如下特點(diǎn):(1)系統(tǒng)不具有自主開發(fā)能力，因此，系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)必須借助開發(fā)工具。系統(tǒng)的軟件一般都有應(yīng)用程序。應(yīng)用程序在ROM 中運(yùn)行不會因外界的干擾而破壞，而且上電后系統(tǒng)立即進(jìn)入用戶狀態(tài)?；贒SP 數(shù)字信號微處理器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)如下:精度高、靈活性好、可靠性好、容易集成、分時復(fù)用等，但其價格不菲。它是由通用計算機(jī)(PC 機(jī))與單片機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)總線(例如RS232C 標(biāo)準(zhǔn))相連而成。混合型計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有以下特點(diǎn):(1)通常具有自開發(fā)能力；(2)系統(tǒng)配置靈活，易構(gòu)成各種大中型測控系統(tǒng)；(3)主機(jī)可遠(yuǎn)離現(xiàn)場而構(gòu)成各種局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；(4)充分利用主機(jī)資源，但不會占有主機(jī)的全部CPU時間。其原理框圖見圖21。無線模塊2收到數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)通過SPI通信傳至單片機(jī)2，單片機(jī)2在對數(shù)據(jù)進(jìn)行再判斷與顯示。單片機(jī)主要是對溫度傳感器DS18B20 進(jìn)行控制，讀取溫度傳感器的溫度值，并把溫度值通過串口通信送入計算機(jī)。由于STC89 系列單片機(jī)與MCS51 系列單片機(jī)兼容，并支持在線下載，線路簡單，所以本系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)。這一階段以Intel 公司的MCS48 為代表。第二階段:單片機(jī)完善階段。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。設(shè)置了經(jīng)典的8 位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)。(3)體現(xiàn)工控特性的位地址空間、位操作方式。第三階段:8 位單片機(jī)鞏固發(fā)展及16 位單片機(jī)推出階段，也是向微控制器發(fā)展的階段。第四階段:微控制器的全面發(fā)展階段。第五階段即現(xiàn)行階段。雖然世界上的MCU 品種繁多，功能各異，開發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明:80C51 系列單片機(jī)已成為單片機(jī)發(fā)展的主流。1998 年以后系列單片機(jī)又出現(xiàn)了一個新的分支，稱為系列單片機(jī)。這使得在系統(tǒng)開發(fā)過程中修改程序十分容易，大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期。除此，AT系列單片機(jī)的引腳和80C51 是一樣的，所以，當(dāng)用89 系列單片機(jī)取代80C51 時可以直接進(jìn)行代換，并且也可以不更換仿真機(jī)。它在硬件資源和功能、軟件指令及編程上與Intel 80C3X 單片機(jī)完全相同。在STC89C52 內(nèi)部有FLASH 程序存儲器，既可用常規(guī)的編程器編程，也可用在線使之處于編程狀態(tài)對其編程。STC89C5X 系列可認(rèn)為是Intel 80C3X 的內(nèi)核與STC FLASH 技術(shù)的結(jié)合體?！衽cMCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；●片內(nèi)集成4KB 的FLASH 存儲器，可反復(fù)編程/擦除1000 次；●數(shù)據(jù)保留時間：10 年；●全靜態(tài)設(shè)計，時鐘頻率范圍為0～24MHz、33MHz；●三個程序存儲器保密位；●1288 字節(jié)的內(nèi)部RAM；●32 條可編程的I/O 口線；●2 個可工作于4 種模式的16 位定時/計數(shù)器；●5 個中斷源/2 個中斷優(yōu)先級；●可編程串行通道；●具有4 種工作模式的全雙工串行口；●低功耗的待機(jī)工作模式和掉電工作模式；●片內(nèi)振蕩器和時鐘電路；●具有4 種工作模式的全雙工串行口；●低功耗的待機(jī)工作模式和掉電工作模式；●片內(nèi)振蕩器和時鐘電路；圖22 STC89C52 引腳圖VCC：供電電壓。P0 口：P0 口為一個8 位漏級開路雙向I/O 口，每腳可吸收8 個TTL 門電流。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1 口：P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4 TTL 門電流。在FLASH 編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P3 口：P3 口管腳是8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4 個TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。RST：復(fù)位輸入。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE 脈沖。此時， ALE 只有在執(zhí)行MOVX，MOVC 指令是ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲器讀取指令期間，每個機(jī)器周期兩次PSEN 有效。EA /VPP：當(dāng)EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電源（VPP）。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應(yīng)不接。整個EPROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE 管腳處于低電平10ms 來完成。（1）地址線上輸入欲編程的存儲單元地址；（2）在數(shù)據(jù)線上輸入編程數(shù)據(jù)；（3）加正確的控制信號組合；（4）在“高壓”模式下使VPP 為12V；（5）在ALE 引腳上加一次負(fù)脈沖，可對FLASH 存儲器的一個字節(jié)或保密位進(jìn)行編程。改變編程的存儲單元地址和編程數(shù)據(jù)重復(fù)步驟（1）～（5），直到編程文件最后。在閑置模式下，CPU 停止工作，但RAM、定時器、計數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。6. 主要工作和內(nèi)容安排綜上所述，本著實(shí)用、可靠、安全、簡潔及經(jīng)濟(jì)等設(shè)計原則，設(shè)計開發(fā)了基于單片機(jī)STC89C52 的無線溫度采集系統(tǒng)。 溫度傳感器部分（朱俊霖）測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展主要大體經(jīng)過了三個階段：1 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器（含敏感元件）2 模擬集成溫度傳感器控制器 3智能溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器是在20 世紀(jì)80 年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個芯片上，可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有AD590、AD59TMP1LM135 等。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器例如(TC652/653)中還包含了刀轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20 世紀(jì)90 年代中期問世的。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、從集成化向智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展。因此，智能溫度傳感器DS18B20 作為溫度測量裝置己廣泛應(yīng)用于人民的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。因而使用DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。DS18B20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口