基于單片機的無線溫度遠程采集監(jiān)測報警器的設(shè)計畢業(yè)論文(設(shè)計)

1、武漢長江工商學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計)學(xué)院： 工學(xué)院 專業(yè)：通信工程 年級： 2010級 題目:基于單片機的無線溫度采集監(jiān)測報警器的設(shè)計 學(xué)生： 謝 慧 學(xué)號： 1003021133 指導(dǎo)教師：伍彩紅 職稱: 2014年5月8日武漢長江工商學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 年 月 日目 錄摘 要1關(guān)鍵詞1abstract1key wards1前言21 系統(tǒng)總體設(shè)計方案22 主要元器

2、件介紹3 2.1 at89s52單片機簡介3 2.2 nrf24l01概述5 2.3 ds18b20溫度傳感器53 硬件系統(tǒng)設(shè)計5 3.1 硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)5 3.2 無線收發(fā)模塊6 3.3 顯示模塊6 3.4 聲光報警電路6 3.5 按鍵控制電路7 3.6 溫度采集模塊7 3.7 電源模塊84 系統(tǒng)軟件設(shè)計8 4.1 軟件設(shè)計思路8 4.2 主程序流程圖設(shè)計8 4.2.1 發(fā)送部分8 4.2.2 接收部分9 4.3 子程序設(shè)計10 4.3.1 溫度監(jiān)測模塊軟件10 4.3.2 無線發(fā)射模塊軟件設(shè)計10 4.3.3 無線接收模塊軟件設(shè)計11 4.3.4 顯示模塊軟件設(shè)計115 硬件功能實現(xiàn)12

3、 5.1 系統(tǒng)調(diào)試12 5.2 調(diào)試結(jié)果126 總結(jié)13參考文獻13附錄一 14附錄二 16基于單片機的無線溫度采集監(jiān)測報警器的設(shè)計摘 要：本文介紹了由單片機、溫度傳感器、報警器和nrf24l01組成的專用無線溫測監(jiān)測報警系統(tǒng)。本系統(tǒng)以 stc89c52單片機為控制核心，利用溫度傳感器ds18b20完成溫度的采集和數(shù)據(jù)的處理，nrf24l01實現(xiàn)環(huán)境溫度的無線傳輸。本文設(shè)計一主機一從機，從機監(jiān)測環(huán)境周圍溫度，主機顯示當(dāng)前監(jiān)測到的環(huán)境溫度值。用戶可以通過按鍵來自定義報警上、下限值，一旦溫度超過所設(shè)定的極限值，接收端單片機便啟動報警系統(tǒng)。本系統(tǒng)精度高、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、底功耗、實時性、成本底，在

4、工業(yè)、醫(yī)療、軍事和生活等許多場合都廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞： 1602液晶顯示屏；溫度傳感器；單片機；報警器remote monitoring and alarm design microcontroller-based wireless temperatureabstract：this paper introduces the special wireless temperature and composed of single-chip microcomputer, temperature sensor,alarm and nrf24l01 monitoring alarm system.this

5、 system takes the stc89c52 single chip microcomputer as control core, using the temperature sensor to complete the processing temperature collection and data, nrf24l01 wireless transmission of en. this paper designs a host from machine, from machine monitoring environmentalironment , the host shows

6、the current monitoring of the environment temperature. the user can through button from the definition of alarm,lower value limit,once the temperature exceeds a set value, receiver chip will activate alarm system. this system is of high precision, simple structure, safe,reliable, lowest power consum

7、ption, real-time,low cost, in the industrial, medical, military life and so on many occasions widely used.key words：1602 lcd screen；temperature sensor；single chip microcomputer；alarm前言溫度與人類的生活息息相關(guān)。早在2000多年前，人類就開始為監(jiān)測溫度進行了各種努力，并開始使用溫度傳感器監(jiān)測溫度。在人類社會中，無論工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)及環(huán)保等部門都與溫度有著密切的關(guān)系。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)的要求，需要進行溫度采集的

8、場合越來越多，準(zhǔn)確方便地測量溫度變得非常重要。在工業(yè)中，由于生產(chǎn)環(huán)境的好壞，工作人員不能在現(xiàn)場較長時間的觀測設(shè)備是否有運行正常，就需要將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€環(huán)境相對好的操控室中，這樣就會產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。由于空間大、需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)較多，使用傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式就需要很多很長的通訊線，浪費資源，占用空間大，可操作性差，容易出現(xiàn)錯誤換線的現(xiàn)象。而且，當(dāng)數(shù)據(jù)采集點在運動狀態(tài)時，環(huán)境不能鋪設(shè)電纜，數(shù)據(jù)不得轉(zhuǎn)讓，這個時候需要使用溫度采集無線傳輸。在農(nóng)業(yè)上，傳統(tǒng)的溫度采集都是采用的人工方法，工作量大，可靠性差，無論大棚還是糧倉占地面積大，監(jiān)測點分散在不同的地方，用傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足目前農(nóng)業(yè)發(fā)展的

9、需要。在日常生活中，隨著人們生活水平的提升，居住條件漸漸變得智能化?，F(xiàn)在已經(jīng)有很多家庭都會在室內(nèi)安裝溫度采集系統(tǒng)，其原理就是利用無線技術(shù)采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，并依據(jù)室內(nèi)溫度情況進行遙控通風(fēng)等操作，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，可以更好地改善人們的居住環(huán)境。無論在工業(yè)、農(nóng)業(yè)還是日常生活中，凡是布線復(fù)雜或不能布線的地方都希望可以通過無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)來解決。無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性強、安全可靠，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前工農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，這樣的研究也變得更加有意義了。1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案本設(shè)計采用價格便宜、操作簡便，低功耗的at89s52單片機作為主控芯片。使用ds18b20線路簡單，編程容易，具有耐磨耐碰，體積小

10、，使用方便。由美國dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的可編程ds18b20溫度傳感器作為溫度檢測元件，測溫范圍為-55125。它能代替模擬溫度傳感器和信號處理電路，直接與單片機溝通，完成溫度的采集和處理。采用高速低功耗的nrf24l01無線射頻模塊，具有自動重發(fā)的功能、數(shù)據(jù)包識別及crc校驗功能，增強型shockbursttm模式可以同時控制應(yīng)答及重發(fā)功能而無需增加mcu的工作量。在主控芯片的選擇上，ti公司生產(chǎn)的msp430f149系列單片機是一款高性能的低功耗的16位單片機，內(nèi)置高速12位adc，但價格比較昂貴，大大增加了設(shè)計成本。所以選擇價格便宜、操作簡便，低功耗的傳統(tǒng)的at89s52單片機。在

11、溫度傳感器的選擇上，ad590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好，但是需要用到差分放大器放大和a/d轉(zhuǎn)換，編程復(fù)雜。而ds18b20體積小，使用方便、經(jīng)濟實惠。綜上考慮，ds18b20作為本設(shè)計的溫度傳感器。 在顯示模塊的選擇上，led7段數(shù)碼顯示管，成本低，容易顯示控制，但不能夠顯示字符。字符液晶lcd1602能顯示字符和數(shù)字等信息，價格便宜，容易控制。 本系統(tǒng)主要由六個模塊組成：、測溫電路、發(fā)送電路、接收電路、顯示電路和報警電路。（1）主控制器：由at89s52最小系統(tǒng)組成，其中包括單片機，晶振電路和復(fù)位電路。（2）發(fā)送電路和接收電路：由nrf24l01來完成無線數(shù)據(jù)的傳輸。（3）測溫電

12、路：利用溫度傳感器ds18b20完成溫度的采集和數(shù)據(jù)的處理。（4）顯示電路：顯示當(dāng)前所測得的溫度。（5）報警電路：當(dāng)溫度超過所設(shè)上下限時，蜂鳴器報警。（6）電源模塊：提供電源。本系統(tǒng)以ds18b20監(jiān)測溫度，nrf24l01無線模塊傳輸溫度信號。采用stc89c52單片機作為主控芯片。ds18b20將溫度信號轉(zhuǎn)化成電信號，送達至單片機來處理，單片機又將溫度信號處理傳達至nrf24l01無線模塊，nrf24l01無線模塊再將溫度信息編碼給發(fā)送出去。發(fā)射端端電路圖見附錄一圖1。nrf24l01無線模塊接收到采集端發(fā)送過來的溫度信息后，將溫度信息傳給單片機處理，單片機處理溫度信息，并通過數(shù)碼管將溫度

13、值顯示出來。同時程序可以設(shè)定上下限報警溫度。接收端電路圖參照附錄一圖2。本文設(shè)計一從機與一主機。從機為發(fā)射端，由溫度傳感器ds18b20，at89s52單片機，nrf24l01無線射頻模塊和外設(shè)繼電器組成。主機為接收端，由at89s52單片機，nrf24l01無線射頻模塊，顯示模塊，報警電路組成。溫度無線采集報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。stc89c52主控制器發(fā)射ds18b20接收stc89c52主控制器顯示電路報警電路 圖1-1 溫度無線采集報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2 主要元器件介紹2.1 at89s52單片機簡介stc89c52是一種低功耗、高性能具有8k可編flash使用高密度存儲技術(shù)存儲器

14、。在一個單芯片上，8位cpu在系統(tǒng)可編程，使得stc89c52提供高度靈活，為許多嵌入式控制應(yīng)用。stc89c52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)的flash，256字節(jié)的ram，32位i / o線，看門狗定時器，兩個數(shù)據(jù)指針，三個十六位定時器/計數(shù)器，一個六向量二級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。stc89c52支持兩種軟件可以選擇的節(jié)電模式。在cpu工作停止，允許ram、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作的空閑模式。在ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止的掉電保護方式1。這個模塊以單片機為中心，把程序代碼燒進去，然后外接復(fù)位電路、振蕩電路

15、、鍵盤控制、led顯示電路、報警電路等子模塊。單片機最小系統(tǒng)包括單片機、復(fù)位電路、時鐘電路構(gòu)成。要使單片機工作起來最基本的電路構(gòu)成為單片機最小系統(tǒng)如圖2-1示。 圖2-1 單片機最小系統(tǒng)stc89c52 單片機工作電壓范圍：4v-5.5v,所以通常給單片機外界5v直流電源。連接方式為單片機中的40腳vcc接正極5v，而20腳vss接電源地端。復(fù)位電路是完成單片機工作開始狀態(tài)，確保單片機啟動的過程。單片機在接通電源時會產(chǎn)生復(fù)位信號，完成單片機的啟動這一過程確定單片機的起始工作狀態(tài)。單片機系統(tǒng)在運行時，當(dāng)受到外界環(huán)境的干擾可能會出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復(fù)位按鈕后內(nèi)部的程序會自動從頭開始執(zhí)行2。一般

16、復(fù)位包含上電自動復(fù)位與外部按鍵的手動復(fù)位，單片機要是在時鐘電路的工作以后，在reset端持續(xù)的給出2個機器周期高電平就可以完成復(fù)位的操作。本系統(tǒng)設(shè)計采用的是外部手動按鍵復(fù)位電路，需要接上拉電阻提高輸出高電平的值。 時鐘電路就相當(dāng)于單片機的一個心臟，掌握著單片機的整個工作節(jié)奏。時鐘電路就是振蕩電路，主要是向單片機來提供一個正弦波的信號作為基準(zhǔn)，決定單片機執(zhí)行的速度。xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出，反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如果采用外部時鐘源驅(qū)動器件，xtal2應(yīng)當(dāng)不接。因為一個機器周期含有六個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為兩個振蕩周期，所以一個機器周期共有十二個振蕩周期，如

17、果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12mhz，那么一個振蕩周期是1/12us。 本系統(tǒng)采用stc系統(tǒng)列單片機，相比其它系列單片機具有很多優(yōu)點。一般stc單片機資源比其它單片機要多，而且執(zhí)行的速度快；stc系列單片機使用串口對單片機進行燒寫,下載程序較為方便；stc89c52單片機內(nèi)部集成了看門狗電路；且具有很強抗干擾能力3。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式的時鐘電路和加電自復(fù)位的復(fù)位電路，如下圖2-2圖和2-3所示： 圖2-2 時鐘電路圖2-3 復(fù)位電路由于單片機p0口內(nèi)部不含上拉電阻，為高阻態(tài)，不能正常地輸出高/低電平，因而該組i/o口在使用時必須外接上拉電阻。2.2 nrf24l01概述nrf24l01是

18、一款功耗低的新型單片射頻收發(fā)器件，工作2.4ghz2.5ghz ism頻段。數(shù)據(jù)的傳輸率為l mb/s或2mb/s，供電電壓1.9v3.6v,內(nèi)置頻率合成器，功率放大器，晶體振蕩器，調(diào)制器的功能模塊和增強型shockburst技術(shù)，其輸出功率與通信信道可以由程序配置4。nrf24l01可以通過配置寄存器配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電這四種工作模式，具體如表2-1所示。表2-1 nrf24l01工作模式模式pwr_upprim_rxcefifo寄存器狀態(tài)接收模式111-發(fā)射模式101數(shù)據(jù)在txfifo寄存器中發(fā)射模式1010停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完待機模式2101tx_fifo為空待機模式1

19、1-0無數(shù)據(jù)傳輸?shù)綦?-2.3 ds18b20溫度傳感器ds18b20是單線數(shù)字溫度傳感，體積小，適用電壓更寬而且更加經(jīng)濟實惠，測溫范圍為-55c+125c。由于ds18b20溫度檢測與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出都集中在一個芯片上，所以大大提高了抗干擾能力5。ds18b20的工作周期可分為溫度檢測和數(shù)據(jù)處理兩個部分。用于存放ds18b20id編碼的rom 只讀存儲器，它共有64位rom。用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取的ram 數(shù)據(jù)暫存器。ds18b20測量的精度高，電路的連接相對簡單，多個ds18b20可以并聯(lián)至3根或2根端口線上，并且cpu只需要一根線就能夠和多個ds18b20進行通信，其占用的微處理器端口比較少

20、，可以節(jié)約較多的引線與邏輯電路。像這樣的傳感器僅僅只需一條數(shù)據(jù)線就可以進行數(shù)據(jù)的傳輸。3 硬件系統(tǒng)設(shè)計3.1 硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)隨著生活水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的逐漸進步，人們對溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度要求也越來越嚴(yán)格。然而傳統(tǒng)的溫度測量裝置在環(huán)境、成本等因素下很難滿足現(xiàn)在的需求。本設(shè)計選用ds18b20作為溫度采集元件，配合低功耗單片機的使用就能夠很巧妙地克服傳統(tǒng)上的不足。而且本文采用nrf24l01無線傳輸模塊，打破了傳統(tǒng)操作中距離受限布線復(fù)雜等問題，使系統(tǒng)操作更容易實現(xiàn)。本設(shè)計由stc89c52作為主控cpu， ds18b20溫度采集模塊、nrf24l0l無線收發(fā)模塊和顯示模塊組成整個系統(tǒng)，如圖

21、3-1所示。圖3-1系統(tǒng)總體架構(gòu)圖3.2 無線收發(fā)模塊本模塊由nrf24l01及其外圍電路組成。nrf24l01作為單片射頻收發(fā)芯片。溫度無線傳輸采用nrf24l01無線模塊，nrf24l01單端匹配網(wǎng)絡(luò)：晶振，偏置電阻，去耦電容。如圖3-2與圖3-3。 圖3-2 nrf24l01無線發(fā)射接線圖 圖3-3 nrf24l01無線接收模塊接線圖3.3 顯示模塊顯示采用lcd1602顯示，經(jīng)過無線傳輸后，溫度數(shù)據(jù)信息將在1602液晶顯示芯片上進行顯示，1602液晶顯示芯片采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口7，顯示電路如圖3-4。圖3-4 顯示電路3.4 聲光報警電路電路通過三極管基極串連一個電阻與單片機p2.6端

22、口連接從而達到控制蜂鳴器是否報警。當(dāng)外界溫度超過預(yù)設(shè)溫度上下限時，為更加有效的引起注意，及時關(guān)注溫度的變化，本系統(tǒng)設(shè)計了聲報警電路。電路如圖3-5所示。圖3-5聲音報警電路圖3.5 按鍵控制電路本電路設(shè)計了三個按鍵，一個設(shè)置鍵、一個加鍵、一個減鍵。設(shè)置鍵控制溫度上下限的選擇，加減鍵調(diào)節(jié)溫度的上下限值。如圖3-6所示。圖3-6 按鍵連接電路圖3.6 溫度采集模塊溫度傳感器ds18b20可直接與單片機相連完成數(shù)據(jù)的采集與處理，本設(shè)計中與發(fā)送端單片機的p26連接8，接口電路如圖3-7所示。圖3-7 溫度傳感器接口電路3.7 電源模塊發(fā)射和接收都采用3節(jié)1.5 v干電池共4.5v做電源，經(jīng)過實驗驗證在

23、系統(tǒng)工作時，單片機、傳感器的工作電壓穩(wěn)定都能夠滿足系統(tǒng)的要求，而且電池更換比較方便。電源接口電路如圖3-8其中p1為電池接口，sw2為電源開關(guān)。d3為電源指示燈。圖3-8 電源接口電路4 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 軟件設(shè)計思路應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計的，應(yīng)穩(wěn)定正確的實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。在本系統(tǒng)中，軟件設(shè)計要求做到以下幾點：(1)軟件結(jié)構(gòu)要清晰，簡潔，流程合理。(2)各個功能的程序?qū)崿F(xiàn)模塊化。這樣，即便于調(diào)試，鏈接，又方便移植、修改。(3)在程序存儲區(qū)，數(shù)據(jù)存儲區(qū)需要合理的規(guī)劃，既能夠節(jié)約內(nèi)存的容量，又能操作方便9。(4)運行狀態(tài)實現(xiàn)標(biāo)志化管理。各個功能程序運行狀態(tài)，運行結(jié)果以及運行

24、要求都要設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢，程序轉(zhuǎn)移，控制都可通過狀態(tài)標(biāo)志條件來控制。4.2 主程序流程圖設(shè)計首先對lcd1602初始化，再進行按鍵掃描，設(shè)定溫度的上下限值，然后對無線接收模塊進行初始化，接著傳輸溫度數(shù)據(jù)，并判斷是否有超出人工設(shè)定的范圍，要是超過了就啟動報警程序，要是不超過則繼續(xù)判斷，如此循環(huán)。4.2.1 發(fā)送部分發(fā)送部分的一個循環(huán)的總體思路是這樣的，先初始化nrf24l01，從ds18b20讀出溫度（ds18b20采用默認(rèn)的12位精度），將得到的溫度值的反碼轉(zhuǎn)化成十進制，取溫度數(shù)組的高兩位（即整數(shù)部分）寫入發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組，然后初始化nrf24l01，將溫度發(fā)送，其流程圖如圖4-1所示。開始初

25、始化從ds18b20讀溫度轉(zhuǎn)換溫度為十進制延時將溫度寫入發(fā)射數(shù)組發(fā)射數(shù)據(jù)圖4-1 發(fā)射部分總體流程圖4.2.2 接收部分接收部分的總體思路是這樣的，首先還是初始化nrf24l01，然后進入大循環(huán)判斷狀態(tài)寄存器是否有接收中斷10。如果有就從fifo_buffer讀入二進制數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進制在數(shù)碼管上顯示出來，其流程圖如圖4-2所示。開始初始化判斷接收中斷從rx_fif0 buffer讀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)碼管顯示圖4-2 接收部分總體流程圖4.3 子程序設(shè)計單片機對nrf24l01無線模塊以及ds18b20進行初始化之后，從ds18b20讀取溫度數(shù)據(jù)。然后經(jīng)過溫度處理后通過調(diào)用無線發(fā)送程

26、序?qū)囟葦?shù)據(jù)發(fā)送給接收端。4.3.1 溫度監(jiān)測模塊軟件溫度監(jiān)測模塊軟件設(shè)計ds18b20的測溫的原理嚴(yán)格的遵守單總線協(xié)議，用來確保通信數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，單片機可以通過時序?qū)懭肱c讀出ds18b20中的一些數(shù)據(jù)，其中包含初始化、讀l、讀0，寫1、寫0等操作11。傳感器在復(fù)位后，接收應(yīng)答的信號，跳過讀rom中序列號后，啟動溫度轉(zhuǎn)換，在等待溫度轉(zhuǎn)換完畢后，保存數(shù)據(jù)。如此反復(fù)，完成所有操作，其流程圖如圖4-3所示。圖4-3 溫度檢測軟件流程圖4.3.2 無線發(fā)射模塊軟件設(shè)計 首先將進行初始化的操作，初始化包含設(shè)置單片機io與spi相關(guān)寄存器兩部分內(nèi)容，其可以與nrf24l01進行通信。在通過spi總線配置射

27、頻芯片讓其進入正確的工作模式。在發(fā)射數(shù)據(jù)的時后，要首先將nrf24l01配置成發(fā)射模式。再把發(fā)送端待發(fā)射數(shù)據(jù)的目標(biāo)地址txaddr與數(shù)據(jù)txpld寫入nrf24l01緩沖區(qū)，延時后發(fā)射數(shù)據(jù)，其流程圖如圖4-4所示。開始初始化置底ce配置config為發(fā)射模式寫入發(fā)送地址寫入接收地址寫入發(fā)送數(shù)局?jǐn)?shù)據(jù)通道0允許設(shè)置工作頻率設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸率與功率ce置高延 時ce置底清狀態(tài)寄存器圖4-4 無線發(fā)射軟件流程圖4.3.3 無線接收模塊軟件設(shè)計接收數(shù)據(jù)的時后，先將nrf24l01配置成接收模式。再將延遲進入接收狀態(tài)來等待數(shù)據(jù)到來。當(dāng)接收方監(jiān)測到有效的地址與crc時，就把數(shù)據(jù)包儲存在接收堆棧中，同時將狀態(tài)寄存

28、器中的中斷標(biāo)志位rxdr置高，在產(chǎn)生中斷讓irq引腳變成低電平，以便告知mcu去取數(shù)據(jù)，其流程圖如圖4-5所示。開始初始化ce置底配置config為接收模式寫入接收地址打開接收通道設(shè)置工作頻率設(shè)置接收數(shù)據(jù)寬度寫入發(fā)射功率與數(shù)據(jù)傳輸率ce置高判斷接收中斷讀接收數(shù)據(jù)是否圖4-5 無線接收軟件流程圖4.3.4 顯示模塊軟件設(shè)計lcd1602顯示程序，首先進行1602的初始化，然后就是執(zhí)行寫命令和寫數(shù)據(jù)這兩個子函數(shù)，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的實時顯示和按鍵操作的動態(tài)顯示。 5 硬件功能實現(xiàn)5.1 系統(tǒng)調(diào)試在完成硬件電路的焊接后。首先先將接收端stc89c52單片機燒入1602顯示程序，檢驗1602液晶顯示有沒有問

29、題。再將其中一片stc89c52與四位數(shù)碼管及溫度傳感器ds18b20相連，寫入測量溫度的程序。測試ds18b20部分硬件及軟件部分是否好使。然后將nrf24l01的收發(fā)部分分別與兩片stc89c52相連，寫入發(fā)射一個常數(shù)的程序，檢測收發(fā)模塊及程序是否好使。最后將顯示、收發(fā)、溫度檢測程序整合，檢測系統(tǒng)是否能將發(fā)送端的溫度值測量出來發(fā)送到接收端在數(shù)碼管上顯示出來。5.2 調(diào)試結(jié)果本系統(tǒng)采用的是單點通信傳輸溫度數(shù)據(jù)。溫度采集端采集溫度并發(fā)送至接收端，由lcd1602顯示當(dāng)前溫度。當(dāng)采集端傳輸數(shù)據(jù)時，信號指示燈閃爍。并且接收端接收數(shù)據(jù)時信號指示燈亦閃爍。如果將溫度上下限調(diào)為10至30時，lcd160

30、2顯示當(dāng)前監(jiān)測到的溫度，如圖5-1所示。圖5-1接收端接收到數(shù)據(jù)并顯示在lcd1602上當(dāng)人工設(shè)置溫度范圍為10至25時，當(dāng)前溫度超過所設(shè)上下值，蜂鳴器報警同時指示燈閃爍，如圖5-2所示。圖5-2 溫度超過上下值報警器報警6 總結(jié)本文中無線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計，在智能控的制方面，應(yīng)用了單片機stc89c52作為系統(tǒng)控制的核心，最大限度的將具備的資源采用到設(shè)計中，既體現(xiàn)了單片機最小系統(tǒng)的應(yīng)用的靈活性，又實現(xiàn)功能多樣智能控制。因為采用單片機技術(shù)作為主導(dǎo)的智能化得管理，可實現(xiàn)對溫度的動態(tài)得監(jiān)控，運行既穩(wěn)定可靠，又靈敏度高，具有非常重要的市場應(yīng)用價值。在實際使用中，適合環(huán)境復(fù)雜不適合布線的溫度采集。通過

31、本次研究，加深了解傳感器ds18b20的結(jié)構(gòu)特征及其工作原理?；赿s18b20數(shù)字溫度傳感器構(gòu)成的實時監(jiān)控系統(tǒng)確實具有精度高、抗干擾能力強、電路簡單等諸多優(yōu)點。同時，對于單片機的結(jié)構(gòu)和原理有更深層的掌握。單片機的語言編程理論知識并不深奧，但在實際編程中沒那么簡單，更多需要融入個人的編程思路和算法。在本次研究中，程序通過不斷的檢查、修改，對實際動手編寫有深切的感悟。在對溫度監(jiān)測系統(tǒng)總體認(rèn)識的基礎(chǔ)上，利用所學(xué)的基本理論和查閱的相關(guān)資料，實現(xiàn)對其的硬件電路和軟件程序的設(shè)計，做到與實際相結(jié)合。對于將來在工作與學(xué)習(xí)中應(yīng)用單片機有較大的幫助。在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)期間，老師們給予了很多耐心的指導(dǎo)和幫助，讓我掌

32、握了基本的理論知識。在本次設(shè)計中，給我了不少寶貴的建議，引導(dǎo)我如何去做。在同學(xué)的幫助下，老師不厭其煩的修改中，使我順利完全了本次畢業(yè)設(shè)計。參考文獻1 孫育才.mcs-51系列單片微型計算機及其應(yīng)用.南京：東南大學(xué)出版社20042 何利民.單片機原理及接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社20053 彭為,黃科.單片機典型系統(tǒng)設(shè)計.北京：電子工業(yè)出版社20064 時志云,蓋建平,王代華,張志杰.新型高速無線射頻器件nrf24l01及其應(yīng)用. 國外電子元器件 20075 孟憲玲.淺析數(shù)字溫度傳感器ds18b20的應(yīng)用.中國科技信息.2007年03期6 北京教育科學(xué)研究院.無線電技術(shù)基礎(chǔ).北京: 人

33、民郵電出版社20057 許昌鈴.led顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù).北京: 電子科技大學(xué)出版社20008 清源科技.ptotel 99 se電路原理圖與pcb設(shè)計及仿真.北京：機械工業(yè)出版社20079 程德福,王君,凌振寶,王言章.傳感器原理及應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社 200710 郭天祥.新概念51單片機c語言教程.北京：電子工業(yè)出版社200911 張宏建.自動檢測技術(shù)與裝置(第二版).北京: 化學(xué)工業(yè)出版社 2007附錄一 原理圖圖1 發(fā)射端電路圖圖2 接收端電路圖附錄二 部分系統(tǒng)程序源代碼#include /調(diào)用單片機頭文件#define uchar unsigned char /無符號字

34、符型 宏定義變量范圍0255#define uint unsigned int /無符號整型 宏定義變量范圍065535#include nrf24l01.hsbit dq = p26;/18b20 io口的定義uint temperature ; /溫度變量sbit led = p27;/*1ms延時函數(shù)*/void delay_1ms(uint q)uint i,j;for(i=0;iq;i+)for(j=0;j120;j+);/*小延時函數(shù)*/void delay_uint(uint q)while(q-);/*18b20初始化函數(shù)*/void init_18b20()bit q;dq = 1;/把總線拿高delay_uint(1); /15usdq = 0;/給復(fù)位脈沖delay_uint(80);/750usdq = 1;/把總線拿高 等待delay_uint(10);/110usq = dq;/讀取18b20初始化信號delay_uint(20);/