無(wú)線溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-09 01:21本頁(yè)面
【正文】 利用AT89S52單片機(jī)進(jìn)行溫度和濕度檢測(cè)的智能化方法。本系統(tǒng)采用單總線數(shù)字溫濕度傳感器SHT10，直接將溫濕度變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，配合單片機(jī)及無(wú)線通信模塊nRF905進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，達(dá)到實(shí)時(shí)采集的目的。關(guān)鍵詞：nRF905 AT89S52 AHT101 引言溫度、濕度是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要環(huán)境參數(shù)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中占有重要地位，對(duì)其進(jìn)行適時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量具有重要意義。無(wú)線溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 23 頁(yè)無(wú)線溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者：xx 指導(dǎo)老師：xx安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 xx級(jí)電子信息工程 合肥 230036摘要：溫濕度測(cè)量廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，為了避免傳統(tǒng)布線安裝的測(cè)量不便，以及所引起的電磁干擾和信號(hào)衰減，達(dá)到對(duì)溫濕度的精確測(cè)量,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該采集系統(tǒng)是以AT89S52單片機(jī)為核心，利用數(shù)字式溫濕度傳感器SHT10進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)AT89S52，經(jīng)過(guò)處理從無(wú)線發(fā)送模塊nRF905發(fā)射出去，單片機(jī)通過(guò)模擬SPI口實(shí)現(xiàn)與nRF905之間的通信，因?yàn)閚RF905兼具發(fā)射和接收功能，經(jīng)過(guò)一定距離的傳輸，無(wú)線接收模塊將接收到的數(shù)據(jù)送單片機(jī)串口，進(jìn)行數(shù)據(jù)識(shí)別以及通過(guò)LCD1602顯示溫濕度，成功地實(shí)現(xiàn)了無(wú)線溫濕度的數(shù)據(jù)采集。而傳統(tǒng)的溫濕度傳感器需通過(guò)較復(fù)雜的電路才能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，且遠(yuǎn)距離傳輸會(huì)引起較大的誤差。利用單片機(jī)對(duì)溫、濕度控制具有控溫、濕精度高、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低，簡(jiǎn)單靈活等優(yōu)點(diǎn)，很好的滿足了工藝要求。2 設(shè)計(jì)要求無(wú)線溫度、濕度采集系統(tǒng)是家庭信息智能化的一個(gè)部分，也獨(dú)立應(yīng)用于農(nóng)業(yè)大棚溫濕度監(jiān)控。本設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)溫度和濕度的測(cè)量和實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)單片機(jī)(AT89C52)直接連接SHT10，將測(cè)量得到的溫度和濕度數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上。3 系統(tǒng)總體方案無(wú)線溫濕度采集系統(tǒng)是一種基于射頻技術(shù)的無(wú)線濕溫度檢測(cè)裝置。傳感器部分由數(shù)字溫濕度度傳感器芯片SHT10，單片機(jī)AT89S52，低功耗射頻傳輸單元nRF905和天線等組成。單片機(jī)對(duì)nRF905 的對(duì)外接口進(jìn)行SPI 讀寫(xiě)操作，以此來(lái)控制nRF905 的工作模式以及相關(guān)收發(fā)數(shù)據(jù)的操作，從而完成無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。采集模塊框圖2所示。如圖3所示。而數(shù)字式傳感器測(cè)量得到的是數(shù)字量，可以直接與單片機(jī)相連。數(shù)字單總線溫度傳感器是目前最新的測(cè)溫器件，它集溫度測(cè)量，A/D轉(zhuǎn)換于一體，具有單總線結(jié)構(gòu)，數(shù)字量輸出，直接與微機(jī)接口等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的模擬式濕度傳感器一般都要設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路并需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的校準(zhǔn)和標(biāo)定過(guò)程，因此測(cè)量精度難以保證，且在線性度、重復(fù)性、互換性、一致性等方面往往不盡人意。該傳感器采用獨(dú)特的CMOSensTM技術(shù)，具有數(shù)字式輸出、免調(diào)試、免標(biāo)定、免外圍電路及全互換的特點(diǎn)。 AT89S52芯片介紹AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，可以與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品可以兼容?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。AT89S52是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可靠。由于集成度的限制，單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)只能作一些小型的控制單元。圖5 單片機(jī)引腳圖 時(shí)鐘電路AT89S52雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外部附加電路。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTALXTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。常用的晶振頻率有6MHZ、。所以本設(shè)計(jì)中振蕩晶體采用12MHZ，電容選擇30pF。復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。ShockBurst工作模式的特點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC，可以很容易通過(guò)SPI接口進(jìn)行編程配置。 nRF905的接口nRF905主要包括三種接口：1）、模式控制接口：該接口由PWR、TRX_CE、TX_EN組成控制由nRF905組成的高頻頭的四種工作模式：掉電和SPI編程模式；待機(jī)和SPI編程模式 ；發(fā)射模式；接收模式。在配置模式下單片機(jī)通過(guò)SPI接口配置高頻頭的工作參數(shù)；在發(fā)射/接收模式下單片機(jī)SPI接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。表1 nRF905的引腳說(shuō)明管腳名稱管腳功能說(shuō)明1VCC電源電源+— DC2TX_EN數(shù)字輸入TX_EN=1 TX模式 TX_EN=0 RX模式3TRX_CE數(shù)字輸入使能芯片發(fā)射或接收4PWR_UP數(shù)字輸入芯片上電5uCLK時(shí)鐘輸出本模塊該引腳廢棄不用，向后兼容6CD數(shù)字輸出載波檢測(cè)7AM數(shù)字輸出地址匹配8DR數(shù)字輸出接收或發(fā)射數(shù)據(jù)完成9MISOSPI接口SPI輸出10MOSISPI接口SPI輸入11SCKSPI時(shí)鐘SPI時(shí)鐘12CSNSPI使能SPI使能13GND地接地14GND地接地 nRF905的工作模式nRF905有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN、PWR_UP三個(gè)引腳決定。由于nRF905工作于ShockBurstTM模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數(shù)據(jù)發(fā)射速率。在ShockBurstTM發(fā)送模式，nRF905自動(dòng)產(chǎn)生字頭和CRC校驗(yàn)碼，當(dāng)發(fā)送過(guò)程完成后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)射完畢。 （1）nRF905的發(fā)送流程 A. 當(dāng)微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，通過(guò)SPI接口，按時(shí)序把接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)送傳給nRF905，SPI接口的速率在通信協(xié)議和器件配置時(shí)確定； B. 微控制
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