【正文】 ，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。另外STC89C52在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。使用此芯片可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)無(wú)線射頻的收發(fā)，與其他器件構(gòu)成的系統(tǒng)外圍電路簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單美觀，但內(nèi)部操作比較復(fù)雜，開發(fā)環(huán)境也比較昂貴，貼片式芯片更不容易進(jìn)行調(diào)試。該芯片集成了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL合成、FSK調(diào)制、FSK解調(diào)、多頻道切換等功能，具有性能優(yōu)異、功耗低、使用方便等特點(diǎn)。而且此無(wú)線模塊與單片機(jī)是串口通信，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，易于調(diào)試。 傳感器選擇方案一：采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測(cè)量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對(duì)于檢測(cè)1攝氏度的信號(hào)是不適用的。方案二：在測(cè)溫系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測(cè)溫方法是將模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離采樣進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，而為了獲得較高的測(cè)溫精度，就必須采用措施解決由長(zhǎng)線傳輸，多點(diǎn)測(cè)量切換及放大電路零點(diǎn)漂移等造成的誤差補(bǔ)償問題。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。在0—100攝氏度時(shí)。這樣,測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單,體積也不大,且由于AT89C52可以帶多個(gè)SHT10,。部分功能電路的集成，使總體電路更簡(jiǎn)潔，搭建電路和焊接電路時(shí)更快。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢(shì)。根據(jù)以上分析，為了使設(shè)計(jì)的成本低、抗干擾強(qiáng)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能好，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案主控部分采用單片機(jī)和無(wú)線收發(fā)模塊構(gòu)成，傳感器部分采用數(shù)字式溫濕度傳感器是SHT10。系統(tǒng)主要包括多點(diǎn)溫度濕度信息采集，無(wú)線模塊發(fā)射、接收，及數(shù)據(jù)處理顯示。系統(tǒng)的接收部分以串行中斷方式接收每幀信息，然后對(duì)接收的幀信息進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)，判斷是否有誤碼信息。3 無(wú)線溫濕環(huán)境記錄儀系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)為節(jié)省成本與體積，系統(tǒng)分為上位機(jī)和下位機(jī)兩個(gè)模塊。由于從機(jī)部分較為簡(jiǎn)單，包括2個(gè)單片機(jī)對(duì)2個(gè)溫度傳感器的通信，單片機(jī)對(duì)無(wú)線收發(fā)模塊的控制和單片機(jī)對(duì)液晶屏；下面對(duì)硬件電路作具體的設(shè)計(jì)。STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路?？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。8位微控制器 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash。在儀器儀表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無(wú)線抄表系統(tǒng)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)遙測(cè)遙控系統(tǒng)等中應(yīng)用。NRF401采用20腳SSOIC封裝。（2）。 NRF401的結(jié)構(gòu)圖。 PTR2000模塊工作模式模塊相應(yīng)管腳的電平狀態(tài)模塊工作狀態(tài)模塊相應(yīng)管腳的電平狀態(tài)模塊工作狀態(tài)模塊相應(yīng)管腳的電平狀態(tài)TXENCSPWR工作通道模塊狀態(tài)0011接收0112接收1011發(fā)射1112發(fā)射XX0…待機(jī)(注:當(dāng)工作通道為1通道時(shí),，當(dāng)工作通道為1通道時(shí),)PTR2000是一款FSK調(diào)制無(wú)線通訊模塊，有最大20KBPS速率通訊帶寬，實(shí)際上最大值在19KBPS左右，最低通訊頻率在500BPS左右，如果再低，芯片在后期運(yùn)放低通比較譯碼時(shí)會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)逆轉(zhuǎn)，出現(xiàn)誤碼，正因?yàn)檫@樣，發(fā)送的數(shù)據(jù)不允許長(zhǎng)的脈沖，也就是速率不能太低。當(dāng)從發(fā)射模式切換為接收模式時(shí)，數(shù)據(jù)輸出腳（DOUT）要至少3ms才有數(shù)據(jù)輸出。在由上電進(jìn)入發(fā)射模式時(shí)，TXEN必須保持1以后才可以往DIN腳發(fā)送數(shù)據(jù)。如果采用外部振蕩器，這個(gè)時(shí)間可以縮減到3ms。VCC接電源，GND接地，CS接電源。,。本系統(tǒng)采用2片sht10數(shù)字式溫度傳感器。12位二進(jìn)制轉(zhuǎn)換結(jié)果,確保177。② 全數(shù)字化。③ 連線少。如采用寄生電源方式，sht11會(huì)從數(shù)字I/O總線獲取寄生電源，則僅連接I/O線和地線即可。 sht11的引腳說(shuō)明管腳名稱描述1GND接地2DQ單線運(yùn)用的數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳；漏極開路見“寄生電源”3VDD可選VDD引腳。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡(jiǎn)單，而液晶屏顯示模塊與數(shù)碼管相比，則顯得更為專業(yè)、漂亮。本設(shè)計(jì)使用的液晶模塊是LCM12864字符型液晶模塊(帶背光)，它是目前工控系統(tǒng)中使用最為廣泛的液晶屏之一。 尺寸和引腳12864液晶屏引腳符號(hào)與定義： 1602液晶屏引腳符號(hào)與定義編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VCC電源地11DB2雙向數(shù)據(jù)口2VDD電源正極12DB3雙向數(shù)據(jù)口3V0對(duì)比度調(diào)節(jié)13DB4雙向數(shù)據(jù)口4VEE夜景驅(qū)動(dòng)電壓vout14DB5雙向數(shù)據(jù)口5PSB并/串口選擇15DB6雙向數(shù)據(jù)口6RST復(fù)位端16DB7雙向數(shù)據(jù)口7RS寄存器選擇17BLA背光源正極8R/W讀/寫選擇端18LEDK背光源負(fù)極9E使能端1910DB0雙向數(shù)據(jù)口20 讀、寫操作時(shí)序單片機(jī)與液晶模塊在通信時(shí)遵循嚴(yán)格的時(shí)序，才能正常工作。 LCM液晶模塊讀操作時(shí)序 寫操作時(shí)序 單片機(jī)與液晶模塊電路設(shè)計(jì)部分電路功能主要將主機(jī)處理后的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，該模塊與單片機(jī)連接簡(jiǎn)單，只需一個(gè)8位I/O口與液晶模塊的8位數(shù)據(jù)端相連，再用三位控制口分別與液晶模塊的RS、R/W、E相接。由于P0內(nèi)無(wú)上拉電阻我們還在P0口與液晶模塊直接加了10kΩ的排阻[21]。程序用C語(yǔ)言編寫，采用模塊化程序設(shè)計(jì)，可讀性強(qiáng)。 軟件設(shè)計(jì)流程圖從機(jī)部分軟件主要由4路數(shù)據(jù)采集、無(wú)線發(fā)送和從機(jī)數(shù)據(jù)顯示三部分組成。數(shù)據(jù)采集部分主要實(shí)現(xiàn)單片機(jī) STC89C52對(duì)溫濕度傳感器sht11的初始化、發(fā)送測(cè)量命令及數(shù)值的讀取，以及數(shù)據(jù)的處理轉(zhuǎn)換成5位溫度量和2位濕度量。然后發(fā)送測(cè)量指令，并等待測(cè)量完成，再嚴(yán)格按照傳感器的數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序進(jìn)行溫度的讀寫、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)和發(fā)送。在這些操作中最基本的還是讀、寫命令，讀完一個(gè)字節(jié)后，拉低DATA一個(gè)時(shí)鐘，表示后面還要讀數(shù)據(jù)，當(dāng)讀到最后一個(gè)字節(jié)時(shí)，即校驗(yàn)后，給DATA高電平。SHT11可通過DATA數(shù)據(jù)總線直接輸出數(shù)字量濕度值?？砂聪率叫拚凉穸戎担? (1)其中，SORH—傳感器相對(duì)濕度的讀出數(shù)；—修正系數(shù)，該參數(shù)取值如下：12位，；8位。%RH/℃50%RH，補(bǔ)償公式如下：(2)式中為經(jīng)過線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后的濕度值，T為測(cè)試濕度值時(shí)的溫度(℃)，和為溫度補(bǔ)償系數(shù)，該參數(shù)取值如下：12位，；8位。實(shí)際溫度值可由下式算得： (3)和為特定系數(shù)，的取值和SHT11工作電壓有關(guān)，的取值則和SHT11內(nèi)部A／D轉(zhuǎn)換器采用的分辨率有關(guān)，取值如下：VDDd1（176。F)5V4V3V 對(duì)應(yīng)電壓參數(shù)值 對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)位數(shù)參數(shù)值SOTd2（176。F)14bit12bit SHT11還可根據(jù)當(dāng)前相對(duì)濕度值和溫度值計(jì)算測(cè)出露點(diǎn)。露點(diǎn)是個(gè)特殊的溫度值，是空氣保持某一定濕度必須達(dá)到的最低溫度，所以測(cè)量露點(diǎn)實(shí)際上就是測(cè)空氣的含水量。 無(wú)線通信軟件設(shè)計(jì)在溫度數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，主機(jī)和從機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信采用一對(duì)一的主從模式，利用ISM頻段(433MHz)無(wú)線通信。主機(jī)與從機(jī)之間的信息交換通過串行通信實(shí)現(xiàn)。為了完成上述功能需通過設(shè)置單片機(jī)的串口控制寄存器SCON來(lái)實(shí)現(xiàn)，在此將單片機(jī)設(shè)置在工作方式1 ,即SM0=0,SM1=1 。片內(nèi)定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，選擇傳送的波特率為9600bps,則定時(shí)器T1的初值應(yīng)設(shè)置為TL1=TH1=0XFD，另外應(yīng)禁止定時(shí)器T1中斷，以免因定時(shí)器T1溢出而產(chǎn)生不必要的中斷錯(cuò)誤。握手信號(hào)共3位，1號(hào)機(jī)的握手信號(hào)為：0x88,0x99,0xbb。為了減少干擾信號(hào)的干擾，從機(jī)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)也要先發(fā)送對(duì)應(yīng)的握手信號(hào)。主機(jī)對(duì)從機(jī)的驗(yàn)證嗎為1號(hào)機(jī)：0xcc 0x44 0xdd。： 從機(jī)無(wú)線模塊工作流圖其中：初始化包括：?jiǎn)?dòng)PTR2000，串口接受初始化，然后等待7ms后，進(jìn)入等待循環(huán)。如果符合，然后串口進(jìn)行發(fā)送初始化，然后調(diào)用傳感器調(diào)用函數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)，經(jīng)轉(zhuǎn)化得到溫度值和濕度值，放入到待傳輸數(shù)組中的對(duì)應(yīng)位。返回開始使用goto語(yǔ)句。串口中斷程序流程：先驗(yàn)證收到的前3個(gè)字節(jié)是否符合握手信號(hào)，并根據(jù)握手信號(hào)確定從機(jī)號(hào)，將后7位測(cè)量值存入相應(yīng)的數(shù)組，調(diào)用顯示子程序，顯示到12864上。通訊過程中因?yàn)椴捎么谕ㄐ欧绞揭?。TH1= 0xfd。接受狀態(tài)設(shè)定：TH1=0xfa。主機(jī)一秒定時(shí)：TH0=0x3c。 系統(tǒng)軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)4．2．1系統(tǒng)流程圖 由從機(jī)部分主程序。 從機(jī)主程序 主機(jī)主程序5 系統(tǒng)測(cè)試及檢測(cè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試主要包括系統(tǒng)的性能測(cè)試和無(wú)線模塊的傳輸距離測(cè)試。傳輸測(cè)試主要測(cè)試無(wú)線模塊的最大有效傳輸距離。： 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表溫度計(jì)溫度實(shí)際濕度測(cè)得溫度測(cè)得濕度一號(hào)機(jī)63%63%二號(hào)機(jī)63%63%一號(hào)機(jī)61%61%二號(hào)機(jī)61%61%一號(hào)機(jī)67%67%二號(hào)機(jī)67%67%一號(hào)機(jī)69%69%二號(hào)機(jī)69%69%一號(hào)機(jī)65%65%二號(hào)機(jī)65%65%測(cè)試結(jié)果說(shuō)明:在有效測(cè)試距離內(nèi)，一號(hào)機(jī)和二號(hào)機(jī)的溫度測(cè)試得到的數(shù)據(jù)與溫度計(jì)測(cè)試得到的數(shù)據(jù)保持基本一致。測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)的偏差推測(cè)可能與傳感器的測(cè)得的量的精度有關(guān)，以及測(cè)得數(shù)據(jù)位數(shù)有關(guān)。適度為2位，誤差比較小。測(cè)試在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，以能正常傳輸5位溫度數(shù)據(jù)和2位濕度數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試數(shù)據(jù)比較少。分析愿意推斷可能是因?yàn)榍捌谠谙到y(tǒng)搭建時(shí)做了很多功能調(diào)試，因?yàn)榉植际綗o(wú)線傳輸存在傳輸時(shí)間匹配問題即：從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)應(yīng)當(dāng)在接受狀態(tài)。測(cè)試時(shí)出現(xiàn)過電源反接合單片機(jī)反接情況，導(dǎo)致PTR2000 性能下降。系統(tǒng)調(diào)試采用模塊化調(diào)試和整體組合調(diào)試相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行。6結(jié)術(shù)語(yǔ)在做此次設(shè)計(jì)時(shí)，從一開始的確定課題，到后來(lái)的資料查找、理論學(xué)習(xí)，硬件焊接、硬件調(diào)試，軟件分機(jī)調(diào)試、軟件聯(lián)調(diào)再到最終的論文撰寫。雖然仍然存在著一定的問題，但這次實(shí)踐活動(dòng)確實(shí)讓我學(xué)到不少知識(shí)，使我懂得理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，也使我對(duì)無(wú)線通信、單片機(jī)串行通訊以及硬件電路等各方面知識(shí)都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。本人認(rèn)為是由于在主程序中開設(shè)中斷過多，各中斷之間有影響，以至顯示不穩(wěn)定。7設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及展望在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，雖然系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試都己經(jīng)完成，但設(shè)計(jì)中仍存在一些不足之處和需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方，而且，針對(duì)不同的需求，也需要做適當(dāng)?shù)母膭?dòng)。(2)將已采集的溫度數(shù)據(jù)傳入PC機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析模塊未做深入考慮。 //寄存器選擇輸入 sbit LCD_RW = P2^5。 //液晶使能控制sbit LCD_PSB = P2^4。 //液晶復(fù)位端口define delayNOP()。_nop_()。_nop_()。/*******************************************************************//* *//* 延時(shí)函數(shù) *//* *//*******************************************************************/void delay(int ms){ while(ms) { uchar i。i150。 _nop_()。 _nop_()。lcdbusy為0時(shí),閑，可寫指令與數(shù)據(jù)。 LCD_RS = 0。 LCD_EN = 1。 result = (bit)(P0amp。 LCD_EN = 0。 }/*******************************************************************//* *//*寫指令數(shù)據(jù)到LCD *//*RS=L，RW=L，E=高脈沖，D0D7=指令碼。 LCD_RS = 0。 LCD_EN = 0。 _nop_()。 delayNOP()。 delayNOP()。 }/*******************************************************************//* */