【正文】 制的例子。 1 目錄 摘要 ................................................................ I Abstract .......................................................... II 第一章 緒論 ....................................................... 1 第二章 系統(tǒng)總體設計方案 .......................................... 2 單片機主模塊 ............................................... 2 AT89S51 單片機特點 .......................................... 3 最小單片機系統(tǒng) ............................................... 4 溫度傳感器 ................................................. 4 溫度傳感器簡介 ............................................... 5 DS18B20 性能特點與內部結構 .................................. 6 無線通信模塊介紹 ......................................... 11 NewMsgRF905 工作模式 ...................................... 14 NewMsgRF905 寄存器配置 .................................... 15 鍵盤模塊 .................................................. 16 顯示報警模塊 .............................................. 17 其它模塊 .................................................. 20 第三章 軟件設計 ................................................ 21 主程序流程 ................................................ 21 系統(tǒng)溫度采集終端主程序實現 ................................. 21 系統(tǒng)主機終端主程序實現 ..................................... 22 溫度的采集及數據的處理 ................................... 23 DS18B20 初始化 .............................................. 24 數據的讀取與處理 ............................................ 25 無線通信子程 序 ........................................... 28 NewMsgNRF905 初始化 ....................................... 28 寄存器的配置 ................................................ 29 數據的發(fā)送與接收 ............................................ 31 溫度的顯示模塊 ........................................... 33 按鍵子程序 ................................................ 34 第四章 總結與展望 ................................................ 36 參考文獻 .......................................................... 37 I 摘要 隨著社會主義現代化的發(fā)展，在科學技術突飛猛進的今天，人工智 能起不不可忽視的作用。尤其是各種智能化的儀器、儀表在農、工業(yè)的廣泛應用給社會帶來了極大的便利。它完成了從溫度的采集、轉換、顯示以及控制的一系列任務。例如根據溫度來控制熱水器、電風扇等與溫度有關的設備。相信能在實際應用中為我們的生活帶來更大的便利。本系統(tǒng)中所用到的器件是AT89S51 單片機、數字溫度傳感器 DS18B20 和無線芯片 NewMsgNRF905，數據接收后由單片機 AT89S51 作為核心控制部件譯碼，由 MAX7219 驅動的LED 數碼管顯示當前的溫度值，外加執(zhí)行電路來完成系統(tǒng)的報警等預期任務。 temperature acquisition。 DS18B20。 基于單片機與無線技術的倉庫溫度采集系統(tǒng) 1 第一章 緒論 21 世紀的今天，科學技術的發(fā)展日新月異，科學技術的進步同時也帶動了測量技術的發(fā)展，現代控制設備不同于以前，它們在性能和結構發(fā)生了翻天覆地的變化。 溫度是工業(yè)、農業(yè)生產中常見的和最基本的參數之一，在生產過程中常需對溫度進行檢測和監(jiān)控，采用微型機進行溫度檢測、數字顯示、信息存儲及實時控制，對于提高生產效率和產品質量、節(jié)約能源等都有重要的作用。 多路無線溫度采集系統(tǒng)可被廣泛應用于溫度測量或相應的可轉換為溫度量或供電故障監(jiān)控的工業(yè)、農業(yè)、環(huán)保、服務業(yè)、安全監(jiān)控等工程中，例如：城市路燈故障檢測和供電線路防盜監(jiān)視、城市居民小區(qū)供熱檢測、大型倉庫溫度檢測、工業(yè)生產測控、農業(yè)生產溫度測控、環(huán)保工程、故障監(jiān)控工程等。 本設計是以 AT89S51 單片機作為控制核心，提出以 DS18B20 的單總線分布式溫度采集與控制系統(tǒng)?？刂破魍ㄟ^溫度傳感器實時 檢測各節(jié)點的溫度變化由智能數字溫度傳感器DS18B20 完成對倉庫現場溫度的多點采集，并由 NRF905 完成數據的無線通信，數據接收后由單片機 AT89S51 作為核心控制部件譯為碼，由 MAX7219 驅動的 LED數碼管顯示當前的溫度值，外加一定的執(zhí)行電路來完成系統(tǒng)的報警等預期任務。所以學習并研究溫度測量及相關知識可做為一 個較為實用的課題的方向，能獲得較實用的知識和方法。因此前景是相當的可觀。 系統(tǒng)整體結構： 圖 系統(tǒng)整體結構 工作流程： ，并由單片機控制提取。 。 單片機主模 塊 主控單片機采用一片 ATMEL AT89S51。 AT89S51芯片本身集成了 看門狗（ WDT）電路 ，這是 為了系統(tǒng) 更加的 穩(wěn)定可靠 ， 避免了系統(tǒng)因為死機而停止工作的情況發(fā)生這種做法對于實際上ISM 頻道 數據采集系統(tǒng) 鍵盤顯示 單片機 單片機 無線發(fā)射 無線接收 基于單片機與無線技術的倉庫溫度采集系統(tǒng) 3 長時間運行在惡劣狀況的交通燈控制系統(tǒng)來說是十分必要的。 AT89S51 單片機特點 AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位 單片機 ，片內含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結構，芯片內集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元 ， 51系列單片機還具有省電耐用，可多次編程，性能穩(wěn)定，物美價廉的優(yōu)點，其次單片機軟件編程的自由度大，可通過編程實現各種各樣的算術算法和邏輯控制。既可以單獨對多 DS18B20 控制工作，還可以與 PC 機通信 .運用主從分布式思想，由一臺上位機（ PC 微型計算機），下位機（單片機）多點溫度數據采集，組成兩級分布式多點溫度測量的巡回檢測系統(tǒng) ,實現遠程控制。 AT89S51 總結 具有如下特點 ： ● 與 MCS51單片機產品兼容 ● 4K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 ● 1000 次擦寫周期 ● 全靜態(tài)工作： 0Hz— 33MHz ● 32個可編程 I/O 口線 ● 2個 16 位定時器 /計數器 ● 6個中斷源 ● 全雙工 UART 串行通道 ● 低功耗空閑和掉電模式 ● 掉電后中斷可喚醒 ● 看門狗定時器 ● 雙數據指針 ● 靈活的 ISP 編程（字或字節(jié)模式） 基于單片機與無線技術的倉庫溫度采集系統(tǒng) 4 ● 電壓工作范圍 最小單片機系統(tǒng) 下圖是本設計中用到的單片機最小系統(tǒng)： 圖 單片機最小系統(tǒng) 系統(tǒng)采用 12MHZ 晶振，由于系統(tǒng)對晶振要求不高，可以根據情況適當改變晶振頻率；另外系統(tǒng)的復位可上電復位，也可手動復位。水銀溫度計至今仍是各種溫度測量的計量標準。代替水銀的有酒精溫度計和金屬簧片溫度計，它們雖然沒有毒性，但測量精度很低，只能作為一個概略指示。在工業(yè)生產和實驗研究中為了配合遠傳儀表指示，出現了許多不同的溫度檢測方法，常 用的基于單片機與無線技術的倉庫溫度采集系統(tǒng) 5 有電阻式、熱電偶式、 PN 結型、輻射型、光纖式及石英諧振型等。隨著大規(guī)模集成電路工藝的提高，出現了多種集成的數字化溫度傳感器。 溫度傳感器簡介 測量溫度的關鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展主要經過了三個階段： （ 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 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。它是目前在國內外應用最為普遍的一種集成傳感器，典型產品有 AD590、 AD59 TMP1 LM135 等。某些增強型集成溫度控制器例如 (TC652/653)中還包含了刀轉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 (亦稱數字溫度傳感器 )是在20 世紀 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品。有的產品還帶多路選擇器、中央控制器 (CPU)、隨機存取存儲器 (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字式、從集成化向智能化和網基于單片機與無線技術的倉庫溫度采集系統(tǒng) 6 絡化的方向飛速發(fā)展。因此，智能溫度傳感器 DS18B20 作為溫度測量裝置己 廣泛應用于人民的日常生活和工農業(yè)生產中。部分功能電路的集成，使總體電路更簡潔，搭建電路和焊接電路時更快。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢。 根據其時序特點給出了 DS1820 和 AT89S51 單片機構成的溫度測控系統(tǒng)的應用電路如下： 圖 DS18B20 典型應用 DS18B20 采集到的模擬信號通過內部轉換為數字信號，通過一總 線 DQ 與單片機直接通信，無需 A/D 轉換，單片機從其寄存器中直接提取數據再做相應處理后，交由無線模塊發(fā)射。 DS18B20 的外形及管腳排列如下圖 24: 圖 DS18B20 封裝 DS18B20 內部結構主要由六分組成： 1) 64 位光刻 ROM。 64位 閃速 ROM 的結構如下： 基于單片機與無線技術的倉庫溫度采集系統(tǒng) 8 8b 檢驗 CRC 48b 序列號 8b 工廠代碼（ 10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB 內部電源探測位和單線端口位產生器暫存器下限觸發(fā)上限觸發(fā)溫度傳感器存儲器和控制邏輯 圖 DS18B20 內部結構 2) 非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL，可通過軟件寫入用戶報警上下限值。 DS18B20溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存 RAM和一個非易失性的可電擦除的 E2PRAM。頭 2個字節(jié)包含測得的溫度信息，第 3和第 4字節(jié) TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。 DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數值。低 5 位一直為， TM是工作模式位，用于設置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。 TM R1 R0 1 1 1 1 1 圖 DS18B20 字節(jié)定義 由表 可見 ，分辨率越高，所需要的溫度數據轉換時間越長。 高速暫存 RAM 的第 8 字節(jié)保留未用，表現為全邏輯 1。 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。單片機可以通過單線接口讀出該數據，讀數據時低位在先，高位在后，數據格式以℃／ LSB 形式表示。表 是一部分溫度值對應的二進制溫度數據。主機根據 ROM的前 56 位來計 算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CR