无线数据采集系统的设计与实现毕业论文(编辑修改稿)

无线数据采集系统的设计与实现毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

J3DS18B20 CGNDVCC 图 单总线原理图 对 DS18B20 的设计，需要注意以下问题 : A、 对硬件结构简单的单线数字温度传感器 DS18B20 进行操作，需要用较为复杂的程序完成。 编制程序时必须严格按芯片数据手册提供的有关操作顺序进行，读、写时间片程序要严格按要求编写。 尤其在使 用 DS18B20 的高测温分辨力时，对时序及电气特性参数要求更高。 B、 有多个测温点时，应考虑系统能实现传感器出错自动指示，进行自动 DS18B20 序列号和自动排序，以减少调试和维护工作量。 XXX 大学 毕业设计 10 C、 测温电缆线建议采用屏蔽 4 芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接VCC和地线，屏蔽层在源端单点接地。 DS18B20 在三线制应用时，应将其三线焊接牢固；在两线应用时，应将 VCC与 GND接在一起，焊接牢固。 若 VCC脱开未接，传感器只送 85℃的温度值。 D、 实际应用时，要注意单线的驱动能力，不能挂接过多的 DS18B20，同时还应注意最远接线距离。 另外还应根据实际情况选择其接线拓扑结构。 无线传输电路模块 无线传输模块 ， 采用集成芯片 PT2262和 PT2272来构建收发电路。 PT2262/PT2272 是台湾普城公司生产的一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272 最多可有 12 位 (A0A11)三态地址端管脚 (悬空 ,接高电平 ,接低电平 )，任意组合可提供 531441 地址码 ， PT2262 最多可有 6 位 (D0D5)数据端管脚 ， 设定的地址码和数据码从 17 脚串行 输出，可用于无线遥控发射电路。 编码芯片 PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片 PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后， VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。 当发射机没有按键按下时 ， PT2262 不接通电源，其 17 脚为低电平，所以 315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时， PT2262 得电工作，其第 17 脚输出经调制的串行数据信号，当 17 脚为高电平期间 315MHz 的高频 发射电路起振并发射等幅高频信号，当 17 脚为低平期间 315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于 PT2262 的 17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ ASK 调制）相当于调制度为 100％的调幅。 在通常使用中，一般采用 8 位地址码和 4 位数据码，这时编码电路 PT2262 和解码PT2272 的第 1～ 8脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态， 3 的 8 次方为 6561，所以地址编码不重复度为 6561 组，只有发射端 PT2262 和接收端 PT2272 的地 址编码完全相同，才能配对使用，例如将发射机的 PT2262 的第 2 脚接地第 3 脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的 PT2272 只要第 2 脚接地第 3 脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。 当两者地址编码完全一致时，接收机对应的 D1～ D4 端输出约 4V 互锁高电平控制信号，同时 VT 端也输出解码有效高电平信号。 用户可将这些信号加一级三极管放大，便可驱动继电器等负载进行遥控操纵 [5]。 设置地址码的原则是：同一个系统地址码必须一致；不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。 至于设置什么样的地址码完全随客户喜欢。 XXX 大学 毕业设计 11 3 无线发送与接收电路 无线发送电路 原理如图。 112233445566778899101011111212131314141515161617171818U2PT2262GNDR6GNDVCC1234F05VD1LED0VCCGNDE1Antenna 图 PT2262发射原理图 PT2262 的发射原理如上图所示，采用 8 位地址码和 4 位数据码的格式。 PT2262 的第 1~8引脚设置地址为 “00000000” ，及 1~8 脚都接地。 第 10~13 引脚为数据输入端，这四个引脚分别与单片机 AT89S51 的 ~ 口相连。 要发送的数据通过单片机AT89S51 的 ~ 口写入 PT2262 的数据输入管脚 10~13。 由于第 14脚接地，所以编码启动端 一直有效，当 PT2262 的管脚 10~13 有输入（ 有一个为 “1” 即有编码发出 ），则输入的 4位数据再经过第 17脚串行输出通过天线发送出去。 无线接收模块 无线接收模块 电路 图 如图 ： PT2272 的接收原理如上图所示，由于 PT2262采用 8位地址码和 4 位数据码的格式 ，所以 PT2272 也要采用同样的格式。 PT2272 要与PT2262 的地址相匹配才能进行传输，所以 PT2272 的地址引脚 1~8 也要设置为“00000000” ，及都接地。 数据出端 10~13 引脚与单片机 AT89S51 的 ~ 口相连。 接收到的数据再通过单片机的外围接口 ~ 读入到单片机内部进行处理。 第 17脚连接到单片机的 （ INT0）的外中断 0的输入端，同时接一个发光二极管来确定解码有没有效。 当解码有效时 17 脚输出瞬间的高电平同时使单片机产生中断 来读取数据XXX 大学 毕业设计 12 和二极管瞬间发光。 每解码有效一次，发光二极管的闪烁一次 [6]。 112233445566778899101011111212131314141515161617171818U3PT2272GND1234J05VE2AntennaVCCGND200KR8VCCd1D2LED2GND1KR9Res2d2d3d4 图 PT2262接收原理图 4 显示电路 字符型液晶显示模块 图 液晶面板 字符型液晶显示模块是一类专门用于显示字母，数字，符号等的 点阵式液晶显示模块。 在显示器件上的电极图型设计，它是由若干 个 5*7或 5*11 等点 阵符位组成。 每一个点阵字符位都可以显示一个字符。 点阵字符位之间有一空点距的间隔起到了字符间距 和行距的作用。 XXX 大学 毕业设计 13 字符型液晶显示模块 引脚 VSS 为地电源， VDD 接 5V 正电源 ， VL为液晶显示器 对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生 “ 鬼影 ” ，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。 RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 RW 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS 和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 RW 为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平 RW 为低电平时可以写入数据。 E端为使能端，当 E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 DB0~DB7 为 8位双向数据线， BLK 和 BLA 是背光灯电源 [7]。 模块引脚如 表。 表 字符型液晶显示模块 引脚 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 电源正极 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶显示偏压信号 11 D4 Data I/O 4 RS 数据 /命令 12 D5 Data I/O 5 R/W 读 /写 13 D6 Data I/O 6 E 使能信号 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 45 BLA 背光源正级 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源负级 字符型液晶显示模块内部结构 液晶显示模块 WMC1602N 的内部结构 如图 三部份：一为 LCD 控制器，二为 LCD 驱动器，三为 LCD 显示装置。 图 LCD1602内部结构 XXX 大学 毕业设计 14 VSS1VCC2VO3RS4RW5E6RB07BLA15BLK16RB18RB29RB310RB411RB512RB613RB714LCD1LCD1602GNDVCCRT110KGNDRSRWE10,1/2WR7VCCGNDD0D1D2D3D4D5D6D7 图 液晶接口 5 单片机 AT89S52 AT89S52 简介 如图 所示为 AT89S52 芯片的引脚图。 兼容标准 MCS51 指令系统的 AT89S52单片机是一个低功耗、高性能 CHMOS 的单片机，片内含 4KB 在线可编程 Flash 存储器的单片机。 它与通用 80C51 系列单片机的指令系统和引脚兼容。 AT89S52 单片机片内的 Flash 可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含 128 字节的 RAM； 有 40个引脚， 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）端口。 具有两个 16 位可编程定时器 ； 中断系统是具有 6 个中断源、 5 个中断矢量、2 级中断优先级的中断结构；震荡器频率 0 到 33MHZ， 因此我们在此选用 12MHZ 的晶振是比较合理的 ； 具有片内看门狗定时器 ； 具有断电标志 POF等等。 AT89S51 具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 三种封装形式 [8]。 XXX 大学 毕业设计 15 图 AT89S52引脚图 上图就是 PDIP 封装的引脚排列，下面介绍各引脚的功能。 AT89S52 引 脚说明 P0口： 8位、开漏级、双向 I/O口。 P0 口可作为 通用 I/O 口，但须外接上拉电阻；作为输出口，每各引脚可吸收 8各 TTL 的灌电流。 作为输入时，首先应将引脚置 1。 P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低 8 位地址 /数据总线的复用线。 在该模式下， P0 口含有内部上拉电阻。 在 FLASH 编程时， P0 口接收代码字节数据；在编程效验时， P0口输出代码字节数据 (需要外接上拉电阻 )。 P1口： 8位、双向 I/0口，内部含有上拉电阻。 P1口可作普通 I/O 口。 输出缓冲器可驱动四个 TTL 负载；用作输入时，先将引脚置 1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。 P1口的引脚可由外部负载拉到低 电平，通过上拉电阻提供电流。 在 FLASH 并行编程和校验时， P1 口可输入低字节地址。 在串行编程和效验时， ， 、输出和移位脉冲引脚。 P2口：具有内部上拉电阻的 8位双向 I/O口。 P2 口用做输出口时，可驱动 4各 TTL负载；用做输入口时，先将引脚置 1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。 若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。 CPU 访问外部 16 位地址的存储器时， P2XXX 大学 毕业设计 16 口提供高 8位地址。 当 CPU用 8位地址寻址外部存储时， P2 口为 P2特殊功能 寄存器的内容。 在 FLASH 并行编程和校验时， P2 口可输入高字节地址和某些控制信号。 P3口：具有内部上拉电阻的 8位双向口。 P3 口用做输出口时，输出缓冲器可吸收 4各 TTL 的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置 1，由内部上拉电阻抬位高电平。 若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向输出电流。 在与 FLASH 并行编程和校验时，P3 口可输入某些控制信号。 P3 口除了通用 I/O 口功能外，还有替代功能，如 表 所示。 表 P3口的替代功能 引脚 符号 说明 RXD 串行口输入 TXD 串行口输出 /INT0 外部中断 0 /INT1 外部中断 1 T0 T0 定时器的外部的计数输入 T1 T1 定时器的外部的计数输入 /WR 外部数据存储器的写选通 /RD 外部数据存储器的读选通 RST：复位端。 当振荡器工作时，此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。 ALE/ ：当访问外部存储器时， ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的低8 位字节的书粗脉冲。 在 Flash 编程期间，此引 脚也可用于输入编程脉冲（ ）。 在正常操作情况下， ALE 以振荡器频率的 1/6 的固定速率发出脉冲，它是用作对外输出的时钟，需要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。