【正文】 .......................................................................................... 11 數(shù)據(jù)接收 .............................................................................................. 11 收發(fā)天線的設(shè)計(jì) ............................................................................................ 12 5 軟件介紹 .................................................................................................................. 13 采集電路流程圖 ............................................................................................ 13 鍵盤流程圖 .................................................................................................... 13 nRF905 控制程序 ........................................................................................... 13 初始化配置 .......................................................................................... 15 nRF905 發(fā)送流程圖 ............................................................................. 16 nRF905 接收流程圖 ............................................................................. 17 6 結(jié)論 .......................................................................................................................... 17 致 謝 .............................................................................................................................. 18 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 18 附錄 1 系統(tǒng)總體原理圖 ............................................................................................. 20 附錄 2 程序清單 ......................................................................................................... 21 1 1 緒論 隨著網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的高速發(fā)展 , 使人們對無線通信的需求越來越高。短程、便捷、廉價的無線通信技術(shù)正成為關(guān)注的焦點(diǎn)。而引入無線傳輸方式 , 就可以克服上述不足 , 同時也避免了復(fù)雜的線路連接 , 有效的節(jié)約了人力物力。 而 目前國內(nèi)沒有一套比較成熟的實(shí)時數(shù)據(jù)傳送應(yīng)用程序，而國外的軟件系統(tǒng)無法在國內(nèi)應(yīng)用，這對我國勘探的技術(shù)發(fā)展非常不利。 (2)脫機(jī)資料處理軟件雖較全，但實(shí)用性不強(qiáng)，輸出結(jié)果過于單一，而且不能在屏幕上回放歷史數(shù)據(jù)。 (3)由于信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)各個等級的格式都不一樣，要實(shí)現(xiàn)對各個級別的支持就需要修改源程序，因此增加了復(fù)雜性；國內(nèi)許多軟件的容錯性、延遲性和穩(wěn)定性尚有欠缺，這對軟件運(yùn)行速度和質(zhì)量上有很大的影響。 無線通信在機(jī)動性要求較強(qiáng)的設(shè)備中或人們不方便隨時到達(dá)現(xiàn)場的條件下得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 通常射頻芯片采用 GFSK(高斯頻移鍵控 )調(diào)制方式，工作于 ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療 )頻段，通信模塊包含簡單透明的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議或使用簡單的加密協(xié)議，用戶不必對無線通信原理和工作機(jī)制有較深的了解，只要依據(jù)命令字進(jìn)行操作即可實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)無線傳輸功能，因其功率小、開發(fā)簡單快速而在工業(yè)、民用等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。凡是布線繁雜或不允許布線 的場合都希望能通過無線方案來解決。這種傳輸方式常常會帶來電磁干擾和信號衰減。如果測量點(diǎn)在運(yùn)動物體上或被隔離區(qū)域內(nèi)，信號傳輸線的問題就很難解決。隨著射頻、集成電路技術(shù)的發(fā)展，無線通信功能的實(shí)現(xiàn)更容易，數(shù)據(jù)傳輸速率更快，抗干擾能力更強(qiáng)。無線數(shù)據(jù)傳輸與有線數(shù)據(jù)傳輸相比，有諸多優(yōu)點(diǎn)：一是成本低，省去大量布線；二是建網(wǎng)快捷，只需在每個終端連接無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和架設(shè)適當(dāng)高度天線；三是適應(yīng)性好，可應(yīng)用于某些特殊環(huán)境；四是擴(kuò)展性好， 只需將設(shè)備與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接。 即使在相距不是很遠(yuǎn)的地方，無線通信的應(yīng)用同樣廣泛，人們希望通過一個小型的、短距離的無線網(wǎng)絡(luò)為移動和商業(yè)用戶提供各種服務(wù)。 2 設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求為： (1)系統(tǒng)能夠監(jiān)控所傳輸?shù)臏囟戎怠? (3)通過串行方式在 LED 上顯示 3 位溫度值。 基于以上 要求，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須有以下結(jié)構(gòu)模塊：溫度傳感器單元、顯示單元，數(shù)據(jù)傳輸單元。下位機(jī)由數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 和 89C51 單片機(jī)、鍵盤以及 射頻收發(fā)芯片 nRF905 組成 。鍵盤用來設(shè)置下位機(jī)地址 , LED 顯示模塊用來顯示設(shè)置地址，實(shí)時顯示溫度。上位機(jī)由89C51 單片機(jī) 、鍵盤 、 nRF905 和顯示組成 ， 如圖 1 所示。鍵盤用于設(shè)置上位機(jī)地址。 3 4 單元電路介紹 整個電路主要 由 兩部分組成 ，一是數(shù)據(jù)采集 部分 ，包括 DS18B20 溫度采集、鍵盤控制 、單片機(jī) 89C5 LED 顯示；二是數(shù)據(jù)傳輸 部分 ，包括 nRF905 射頻收發(fā) 電路 及顯示電路。 時鐘發(fā)生器 89C51 芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。電容 C1 和 C2 通常取 30pF 左右，可穩(wěn)定頻率對振蕩頻率有微調(diào)作用。具體的框圖如圖 3 所示 。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù) 24 個振蕩周期以上。復(fù)位電路雖然簡單，但其作用非常重要，一個單片機(jī)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，首先要檢查是否復(fù)位成功。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleN um b er Re visionSizeBD ate: 29 M ay 2 008 Sh eet of File: C:\P RO G RA M FI LES \D ES IG N EX P LO RER 99 S E\EX A M P LES \BA CK U P ~ D BD r aw n By :S1 2R120 0R21KV CCC122μF 圖 4 復(fù)位電路 看門狗電路 微處理器在運(yùn)行當(dāng)中會受到各種各樣的干擾，如電源及空間電磁干擾，由于單片機(jī)自身的抗干擾能力 比較差，常會出現(xiàn)單片機(jī)因?yàn)槭芡饨绺蓴_而導(dǎo)致死機(jī)的現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不能正常工作。 在一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，所謂的 “看門狗 ”是指在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通過軟件或硬件方式在一定的周期內(nèi)監(jiān)控單片機(jī)或其他 CPU 的運(yùn)行情況。 X5045 是 XICOR公司生產(chǎn)的具有上電復(fù)位、電壓監(jiān)控、看門狗以及 EEPROM數(shù)據(jù)存儲 4 種功能的多用途芯片。 X5045 正是基于這一原則實(shí)現(xiàn)基本的讀 /寫操作的。 （ 3）寫操作前應(yīng)先讀取狀態(tài)寄存器，判斷 WIP 為 0 時，在寫使能允許命令后就可 以寫狀態(tài)寄存器或向 EEPROM 寫數(shù)據(jù)。在設(shè)定的定時時間以內(nèi)，微處理器必須在WDI 引腳上產(chǎn)生一個由高到低的電平變化，以清內(nèi)部定時器，即 “喂狗 ”；否則X5045 將產(chǎn)生一個復(fù)位信號。 X5045 與 89C51 的接口電路如圖 5 所示 [3]。在不需要使用串行通信的場合，利用串行口加外圍芯片 74HC164 就可構(gòu)成一個或多個并行輸入 /輸出口，用于鍵盤驅(qū)動或顯示 LED 驅(qū)動 [4]。 引腳如圖 6， 圖 6 74HC164 引腳圖 功能如下： (1)QO~Q7：并行輸出端。 (3)CLR/：清零端，零電平，使 74HC164 輸出清零。當(dāng) CLK=0， CLR=1 6 時， 74HC164 保持原來數(shù)據(jù)狀態(tài)。這種電路屬于靜態(tài)顯示，比動態(tài)顯示亮度更高些。與動態(tài)掃描相比較，無需 CPU不停地掃描，頻繁的為顯示服務(wù)，節(jié)省了 CPU 時間，軟件設(shè)計(jì)也較簡單。 圖 7 串行控制鍵盤掃描和顯示器接口電路 DS18B20 采集 單元 DS18B20 芯片簡介 DS18B20 采用獨(dú)特的單線接口方式，在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)與微處理器的雙向通訊。還支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并 聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。 DS18B20 采集電路 以 89C51 單片機(jī)為核心的 2 路溫度采集和顯示的 DS18B20 應(yīng)用系統(tǒng) ， 如圖8 所示 。 L1～ L2 也是用來 標(biāo)志 哪 一 路被采集和顯示的。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 7 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 9 所示。 圖 8 DS18B20 采集電路 圖 9 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 DS18B20 的測溫原理 DS18B20 的測溫原理如圖 10 所示