【正文】 言4AP(Access Point)，就可以提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，終端設(shè)備只要裝上無(wú)線網(wǎng)卡，就可以訪問所有網(wǎng)絡(luò)資源，象使用有線局域網(wǎng)一樣方便，卻免除了布線的麻煩。藍(lán)牙技術(shù)目前只是一種行業(yè)聯(lián)盟制定的短距離無(wú)線通信規(guī)范。多個(gè)微微網(wǎng)之間也可以形成分布式網(wǎng)絡(luò)(Scatter)，從而方便，快速的實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備之間的通信。但紅外技術(shù)只是一種視距傳輸技術(shù)，有效距離近，發(fā)射角度較小，一般不超過 20 度，兩臺(tái)相互通信的設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)，而且傳輸數(shù)據(jù)時(shí)兩臺(tái)設(shè)備之間不能有阻擋物，只能限于兩臺(tái)設(shè)備通信，無(wú)法靈活構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，且無(wú)法用于邊移動(dòng)邊使用的設(shè)備，另外，IrDA 設(shè)備中的核心部件 LED 易磨損。它利用紅外線的通斷表示計(jì)算機(jī)中的 01 邏輯，通常有效作用半徑 2 米，傳統(tǒng)速度可達(dá) 4 Mbit/s，1995 年 IrDA 將通信速率擴(kuò)展到的高達(dá) 16Mbit/s，紅外技術(shù)采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接方式，發(fā)射、接收具有方向性，具有體積小、功耗低、連接方便、簡(jiǎn)單易用、數(shù)據(jù)傳輸干擾少、速度快、保密性強(qiáng)、成本低廉的特點(diǎn)。與目前已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模的無(wú)線長(zhǎng)距離通信網(wǎng)絡(luò)(如蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng))相比，短距離無(wú)線通信系統(tǒng)在基本結(jié)構(gòu)、服務(wù)范圍、應(yīng)用層次及通信業(yè)務(wù)(數(shù)據(jù)、話音)上，均有很大的不同。無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)可分為兩大類：一是基于蜂窩的接入技術(shù)，如蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)第一章 引 言3(CDPD)，通用分組無(wú)線傳輸技術(shù)(GPRS) 、EDGE 等。與上述技術(shù)一樣，數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展也發(fā)揮了很大的作用，他們使無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)向更加經(jīng)濟(jì)、更加容易操作的方向發(fā)展。在過去的幾年中，無(wú)線通訊領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展，這其中包括數(shù)字電路和射頻電路制作工藝的進(jìn)步、低功耗電路、高能電池以及微電子技術(shù)的采用。在本設(shè)計(jì)上按照個(gè)人的意圖稍加擴(kuò)展，就可以實(shí)現(xiàn)更多更強(qiáng)大的功能。它功能強(qiáng)大，體積小，質(zhì)量輕，靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒?，可以?gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。隨著單片機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能。 課題來(lái)源在日常生活和工作中，我們常常用到溫度控制，溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于汽車, 鍋爐, 電子, 化工等各個(gè)領(lǐng)域。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，不該把它們直接稱呼為 MCS51 系列單片機(jī)，因?yàn)?MCS 只是 Intel 公司專用的單片機(jī)系列型號(hào)。這些廠家生產(chǎn)的芯片是 MCS51 系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說(shuō)是與 MCS51 指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供開發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。單片微型計(jì)算機(jī)自從問世以來(lái)，作為微型計(jì)算機(jī)一個(gè)很重要的分支，應(yīng)用廣泛，發(fā)展迅速，尤其是美國(guó) Intel 公司生產(chǎn)的 MCS51 系列單片機(jī)，由于其具有集成度高，處理功能強(qiáng)，可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制、機(jī)電一體化等方面取得了令人矚目的成就。單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓（Princeton）結(jié)構(gòu)。單片機(jī)的中央處理器（CPU）和通用微處理器基本相同，只是增設(shè)了“面向控制”的處理功能。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。表 11 各種行業(yè)溫濕度要求范圍行業(yè) 工序 溫度（℃） 行業(yè) 工序 溫度（℃）印刷 印刷 24~27 蔬菜 蘑菇栽培 14~27彈藥 存儲(chǔ) ≤70 檔案 保管 14~24糧食 谷物儲(chǔ)藏 16 光學(xué) 研磨 27陶瓷 成型 27 照相 膠片制成 23~24制絲 30~32 梳棉 21~24煙草儲(chǔ)藏 21~24紡織精紡 24~27第一章 引 言1 課題背景單片機(jī)自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS48 開始，迄今已有二十多年了。目前，溫度傳感器已廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)林、冶金、化工、紡織、食品、家用電器、倉(cāng)儲(chǔ)等許多領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新興產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境提出了更高的要求：制造大規(guī)模集成電路需要極高的空氣潔凈度，生物化學(xué)制藥需要精確的溫度控制。目 錄無(wú)線溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要 .............................................................IABSTRACT ..........................................................II目 錄 ...........................................................III第一章 引 言 .....................................................1 課題的研究目的和意義 ..........................................1 課題背景 ......................................................2 課題來(lái)源 ......................................................3 短距離無(wú)線通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) ............................3 本章小結(jié) ......................................................5第二章 系統(tǒng)方案的總體設(shè)計(jì) ..........................................6 系統(tǒng)方案構(gòu)想 ..................................................6 系統(tǒng)方案的確定 ................................................6 傳感器方案 ................................................6 短距離無(wú)線通信模塊方案 ....................................7 系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)處理模塊方案 ................................8 器件的選用 ....................................................9 數(shù)字式溫度傳感器的選擇 ....................................9 無(wú)線收發(fā)芯片的選擇 .......................................11 鍵盤顯示模塊的選擇 [21] ....................................13 溫度控制模塊的選擇 .......................................13 本章小結(jié) .....................................................14第三章 電路的硬件設(shè)計(jì) .............................................15 溫度采集部分電路設(shè)計(jì) .........................................15 溫度數(shù)據(jù)采集硬件接口電路 .................................15 數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20 .................................16 無(wú)線收發(fā)電路的設(shè)計(jì) ...........................................21 nRF401 芯片的介紹 [15]......................................21 典型應(yīng)用電路說(shuō)明 .........................................21 單片機(jī)的選擇 .................................................24 鍵盤顯示電路的設(shè)計(jì) ...........................................24 鍵盤硬件電路的設(shè)計(jì) .......................................24目 錄I 顯示電路的設(shè)計(jì) ...........................................25 溫度控制部分電路設(shè)計(jì) .........................................26 D/A 轉(zhuǎn)換電路 .............................................26 比例積分電路 .............................................26 半導(dǎo)體制冷器驅(qū)動(dòng)電路 .....................................30 相關(guān)控制電路設(shè)計(jì) .............................................32 本章小結(jié) .....................................................32第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .............................................33 主程序設(shè)計(jì) ...................................................33 上位機(jī)主程序 .............................................33 下位機(jī)主程序 .............................................33 子程序設(shè)計(jì) ...................................................35 nRF401 的通信子程序 ......................................35 溫度測(cè)量子程序 ...........................................36 PID 控制子程序 ...........................................36 本章小結(jié) .....................................................40第五章 結(jié)論與展望 ................................................41 結(jié)論 .........................................................41 展望 .........................................................41參考文獻(xiàn) ..........................................................42致 謝 ............................................................44附錄 1 總體電路圖 .................................................45附錄 2 系統(tǒng)源程序 .................................................46第一章 引 言0第一章 引 言 課題的研究目的和意義溫度是人們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|比較多的一個(gè)物理量，人們的日常生活、動(dòng)植物的生存繁衍和周圍環(huán)境的溫度息息相關(guān)，石油、化工、冶金、紡織、機(jī)械制造、航空航天、制藥、煙草、檔案保管、糧食存儲(chǔ)等領(lǐng)域?qū)囟纫灿兄^高的要求。例如：煙葉和紙張是吸濕性極高的材料，卷煙生產(chǎn)的每一個(gè)階段對(duì)溫度都有非常特別的要求，以確保所使用材料的水分，保證生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量；印刷車間的溫度控制水平對(duì)印刷質(zhì)量有很大的影響；為防止庫(kù)存武器彈藥、金屬材料等物品霉?fàn)€、生銹，必須保持環(huán)境溫度不能過高；而水果、種子、肉類等的保存又需要保證一定的溫度。因此，對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)和控制已成為生產(chǎn)過程中非常重要的技術(shù)要求。一些領(lǐng)域?qū)貪穸瓤刂频囊笕绫?11 所示。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無(wú)處不在，無(wú)所不為” 。按照內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，單片機(jī)可分為 4 位、8 位、16 位及 32 位等。例如：位處理、查表、多種地址訪問方式、多種跳轉(zhuǎn)、乘除法運(yùn)算、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、中斷處理等，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)性。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。本文討論的單片機(jī)無(wú)線溫度控制系統(tǒng)的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51 系列單片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的溫度測(cè)量和顯示系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。20 世紀(jì) 80 年代中期以后，Intel 公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把 8051 內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS 等。這些兼容機(jī)與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用 C