基于at89s51单片机仓库无线温度检测系统

基于at89s51单片机仓库无线温度检测系统内容摘要：

6p 1. 67p 1. 78R S T9P 3. 0 ( R X D )10P 3. 1 ( T X D )11P 3. 2 ( / I N T 0 )12P 3. 3 ( / I N T 1 )13P 3. 4 ( T 0)14P 3. 5 ( T 1)15P 3. 6 ( / W R )16P 3. 7 ( / R D )17X T A L 218X T A L 119GND20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728/ P S E N29A L E ( / P R O G )30V P P ( / E A )31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40A T 89 S 51+5P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17P 20P 21P 22P 00P 01P 02P 03I N T 0I N T 1C40 .1 u FP 37图 22 单片机最小系统 河南大学本科毕业生学士学位论文 第 4 页 温度传感器 温度传感器工作在现场，要求对温度的适应性较强，并有一定的精度要求，本文采用的 DS18B20 是智能数字温度传感器，满足要求，并且输出为数字信号，可与单片机直接通过一总线通信，方便了数据的采集和可靠性。 DS18B20 是 DALLAS 公司生产的单线 智能 数字温度传感器 ,它可以在单片机的控制下组成多点温度测量系统。 测温范围 － 55℃ ～＋ 125℃ ，固有测温分辨率 ℃ ； 工作电源 : 3~5V/DC； 测量结果以 9~12 位数字量方式串行传送。 它的这些特点完全适合于项目的要求。 根据其时序特点给出 了 DS1820 和 89C51 单片机构成的温度测控系统的应用电路 如下： V C C1DQ2GND3D S 18 B 2 0D S 18 B 2 0R41 00 KDQ+5 图 23 DS18B20 典型应用 DS18B20 采集到的模拟信号通过内部转换 为数字信号，通过一总线DQ 与单片机直接通信，无需 A/D 转换，单片机从其寄存器中直接提 取数据再做相应处理后，交由无线模块发射。 无线通信模块介绍 对温度数据的传输时，要求在现场布线，同时有一定的距离的限制，而布线的困难较大，且容易常受到干扰，对系统的性能影响较大，故本文采用了无线通信模块。 河南大学本科毕业生学士学位论文 第 5 页 NewMsg905se 模块使用 ISM 开放频段，由一个完全集成的频率调制器，一个带解调器的接收器，一人功率放大器，一个晶体震荡器和一个调节器组成。 最高工作速率 50kbps 抗干扰能力强，温度范围是－ 40~+85℃，特别适合于工业控制场合，低工耗 ~ 工作，待机模式下状态仅为；模块可 以软件设地址，可直接与各种单片机相接使用，无需电平转换。 new msg905se 模块采用 电压供电。 它采用 SPI 接口与 MCU 串行通信， MCU 可以用一般 I/O 口来 SPI 接口，只需添加代码模拟 SPI 时序即可。 其引脚说明如 表 1 所示 ： 表 1： 针号 功能说明 缩写 1 电源＝ ~ VCC 2 TX_EN＝ 1 为 TX 模式， TX_EN＝ 0 为 RX 模式 TX_EN 3 发送或接收数据使能 TRX_CE 4 芯片上电 PWR_UP 5 时钟输出（不用） uCLK 6 载波检测 CD 7 地址匹配 AM 8 接收或发送数据完成 DR 9 SPI 输出 MISO 10 SPI 输入 MOSI 11 SPI 时钟 SCK 12 SPI 使能 CSN 13 接地 GND 14 接地 GND NewMsgRF905 工作模式 NewMsgRF905 由 PWR 、 TRX_CE、 TX_EN 组成控制 四种工作模式：两种活动 RX/TX 模式和两种节电模式。 （ 1） ShockBurst 模式 ShockBurstTM 收发模式下，使用片内的先放先出堆栈区，数据低速河南大学本科毕业生学士学位论文 第 6 页 从微控制器送入，但高速发射， 这样可以尽量节能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率，与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有三大好处：尽量节能；低的系统费用；数据在空中停留的时间短，抗干扰性高。 在 ShockBurstTM 收发模式下， RF905 自动处理字头和 CRC 校验码。 在接收数据时，自动把字头和 CRC 校验码移去。 在发送数据时自动加上字头和 CRC 校验码，当发送完成后， DR 引脚通知微处理器数据发送完毕。 （ 2） 节能模式 RF905 的节能模式包括关机模式和节能模式。 在关机模式， RF905 的工作电流 最小，一般为。 进入关机模式后，RF905 保持配置字中的内容，但不会接收或发送任何数据。 空闲模式有利于减小工作电流，其从空闲模式到发送模式或接收模式的启动时间也比较短。 在空闲模式下， RF905 内部的部分晶体振荡器处于工作状态。 NewMsgRF905 寄存器配置 NewMsgRF905 的所有配置都通过 SPI 接口进行。 SPI 接口由 5 个寄存器组成，一条 SPI 指令用来决定进行什么操作。 SPI 接口只有在掉电模式和 Standby 模式是激活的。 1）、状态寄存器（ StatusRegister） 寄存器包含数据就绪 DR 和地址匹配 AM 状态。 2）、 RF 配置寄存器（ RFConfiguration Register） 寄存器包含收发器的频率、输出功率等配置信息。 3）、发送地址（ TXAddress） 寄存器包含目标器件地址，字节长度由配置寄存器设置。 4）、发送有效数据（ TXPayload） 寄存器包含发送的有效 ShockBurst 数据包数据，字节长度由配置寄存器设置。 5）、接收有效数据（ TXPayload） 寄 存器包含接收到的有效 ShockBurst 数据包数据，字节长度由配置寄存器设置。 在寄存器中的有效数据由数据准备就绪 DR 指示。 配置寄存器 RFConfigurationRegister 说明配置寄存器内容见附录 3。 河南大学本科毕业生学士学位论文 第 7 页 射频寄存器的各位的长度是固定的。 然而，在 ShockBurstTM收发过程中， TX_PAYLOAD、 RX_PAYLOAD、 TX_ADDRESS和 RX_ADDRESS 4个寄存器使用字节数由配置字决定。 RF905进入关机模式或空闲模式时，寄存器中的内容保持不变。 NewMsgRF905 与 89s51 单片机构成的温度测控系统的应用电路 如下： R24 K 7R11K+ 3 . 3P 2 2P 2 1P 2 0P 1 7P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5T X _ E N2P W R _ U P4CD6DR8M O S I10C S N12GND14V C C1T R X _ C E3U C L K5AM7M I S O9S C K11GND13U3N R F 9 0 5 图 24 NewMsgNRF905 发射与接收电路 它采用 SPI 接口与 ATS89S51 串行通信， ATS89S51 可以用一般 I/O 口来 SPI 接口，只需添加代码模拟 SPI 时序即可。 本设计就是采用普通 I/O口模拟 SPI 接口的。 河南大学本科毕业生学士学位论文 第 8 页 键盘模块 由于本系统按键较少，采用矩阵式键盘，电路复杂且会加大编程难度。 故采用独立式按键电路，每个按键单独占有一根 I/O 接口线 ,每个 I/O 口的工作状态互不影响，此类键盘采用端口直接扫描方式。 电路设计简单，且编程极其容易采用 独立式按键电路。 按 键硬件设计 本设计中，按键基本有两种功能，一是完成温度上限的设定，二是完成测量点的选择，二者工作不冲突，故为节省资源，可利用中断的不同让按键工作于两种模式下，即采用按键复用。 这样并能实现按键功能实时性的要求，其硬件 电路如下所示： R 1 21 0KR 1 11 0KK1S W P BK3S W P BK2S W P BR 1 31 0KR 1 51 0KR 1 41 0KK0S W P BK4S W P B+5K5S W P BR 1 11 0KP 00P 01P 02P 03I N T 0I N T 1 图 25 按键电路 如图中所示， K0为按键模式 1（上限温度设定）的中断触发信号： K5为按键模式 2（温度显示点选择）的中断触发信号， K K K K4为复用键，在模式 1时分别为调节位选上调下调完成功能；在模式 2时分别为显示 1号、 2号、 3号测量点温度及模式结束键。 这样便完成了按键预期功能。 河南大学本科毕业生学士学位论文 第 9 页 显示报警模块 显示模块 本系统中要求显示数据简单且亮度较大， 采用 LCD 显示价格较高，且 在强光下亮度一般不足。 而采用 LED 显示器在亮度、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。 在强光下也可以照看不误，并且 对温度 适应 性较强。 由于单片机的 I/O 有限，为了更好的分配资源，显示模块要求用串行传输。 MAX7219 是 MAXIM 公司的 7 段共阴极 LED 数码管专用驱动器 ，每一片 MAX7219 最多可驱动 8 位 LED，完全满足本设计的要求， 且集BCD 码译码器 、 多路扫描器 、 段驱动和位驱动电路于一体 ， 内含 8 8 位双口静态 SRAM， 可保存 8 位 LED 数据 ， 不仅使用方便 ， 连线简单 ， 而且还可串联 ， 大大简化了硬件电路设计 ， 减少软件的工作量。 MAX7219直接与单片机相连如下图所示： abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 2D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 0D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 3D P Y _ 7 S E G _ D PR51 0 K+5abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 4D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 5D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 6D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 7D P Y _ 7 S E G _ D PABCDEFGDPC S 0C S 1C S 2C S 3C S 4C S 5C S 6C S 7ABCDEFGDPC S 0C S 1C S 2C S 3C S 4C S 5C S 6C S 7ABCDEFGDPABC。