基于WIFI模块和单片机的无线数据传输(附代码)

目录第一章阶段任务第二章基于WIFI模块的无线数据传输的原理1.1 时钟模块1.2 最小单片机系统的原理1.3 温度传感器DS18B201.4 串口1.5 WIFI模块第三章基于WIFI模块的无线数据传输的实现2.1 WIFI模块设置2.2 串口部分设置2.3 调试与运行过程第四章程序与框图第五章小结第二章基于WIFI模块的无线数据传输的原理１．１时钟DS1302模块：电路原理图：DS1302与单片机的连接也仅需要3条线：CE引脚、SCLK串行时钟引脚、I/O 串行数据引脚，Vcc2为备用电源，外接32.768kHz晶振，为芯片提供计时脉冲。

读写时序说明：DS1302是SPI总线驱动方式。

它不仅要向寄存器写入控制字，还需要读取相应寄存器的数据。

控制字总是从最低位开始输出。

在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从最低位（0位）开始。

同样，在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据也是从最低位到最高位。

数据读写时序如图１．２单片机最小系统的原理：说明复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)单片机:一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行.１．３温度传感器DS18B20的原理（连接到单片机最小系统，并将温度发送给WIFI模块)：3.1.1 DS18B20性能特点(1) 独特的单线接口方式，只需一个接口引脚即可通信；(2) 每一个DS18B20都有一个唯一的64位ROM 序列码； (3) 在使用中不需要任何外围元件；(4) 可用数据线供电，电压范围:+3.0V-+5.5 V ；(5) 测温范围:-55℃ -+125℃，在-10℃-+85℃范围内精度为+0.5℃，分辨率为0.0625℃； (6) 通过编程可实现9-12位的数字读数方式。

温度转换成12位数字信号所需时间最长为750ms ，而在9位分辩模式工作时仅需93.75ms ； (7) 用户可自设定非易失性的报警上下限值；(8) 告警搜索命令可识别和定位那些超过报警限值的DS18B20； (9) 多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温； (10)电源极性接反时，DS18B20不会因发热而烧毁，但不能正常工作； 3.1.2 DS18B20内部存储器及温度数据格式对于DS18B20内部存储器结构（如图3.1），它包括一个暂存RAM 和一个非易失性电可擦除EERAM,后者存放报警上下限TH 、TL 。

当改变TH 、T L 中的值时，数据首先被写进暂存器的第二、三字节中，主机可再读出其中内容进行验证。

如果正确，当主机发送复制暂存器命令，暂存器的第二、三字节将被复制到TH 、TL 中，这样处理有利于确保该数据在单总线上传输的完整性[7]。

暂存器结构 EERAM 结构图3.1 DS18B20结构框图温度低字节 （BYTE0） 温度高字节 （BYTE1） 上限报警温度TH （BYTE2） 下限报警温度TL （BYTE3） 结构寄存器 （BYTE4） 保留 （BYTE5） 保留 （BYTE6） 保留 （BYTE7） CRC （ BYTE8）THTL结构寄存器暂存存储器作用是在单线通信时确保数据的完整性，它由8字节组成，头两个字节表示测得的温度读数。

以12位转化为例说明温度高低字节存放形式（温度的存储形式如表3.1）及计算：12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个高低8位的RAM中，二进制中的前面5位是符号位。

如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1，再乘于0.0625才能得到实际温度[8]。

表3.1 温度的存储形式S=1时表示温度为负，S=0时表示温度为正，其余低位以二进制补码形式表示，最低位为1时表示0.0625℃。

温度/数字对应关系如表3.2所示。

表3.2 DS18B20温度/数字对应关系表DS18B20有六条控制命令，如表3.3所示：表3.3 控制命令复制暂存器48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节读电源供电方式B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU3.1.3 DS18B20操作命令及时序特性DS18B20对读写的数据位有着严格的时序要求，它是在一根I/O线上读写数据的。

同时，DS18B20为了保证各位数据传输的正确性和完整性，它有着严格的通信协议。

DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议，如主机控制DS18B20完成温度转换这一过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。

该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。

所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。

而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始的，如果要单总线器件送回数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据的接收。

另外，数据和命令的传输都是低位在先[9]。

（1）DS18B20的复位时序主机控制DS18B20完成任何操作之前必须先初始化，即主机发一复位脉冲（最短为480µs的低电平），接着主机释放总线进入接收状态，DS18B20在检测到I/0引脚上的上升沿之后，等待15~60µs，然后发出存在脉冲(60~240)µs的低电平。

如图3.2所示。

（2）DS18B20的读时序DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。

DS18B20的读时序是从主机把单总线拉低后，在15秒之内就得释放单总线，从而让DS18B20把数据传输到单总线上。

DS18B20完成一个读时序的过程，至少需要60µs。

如图3.3所示。

图3.2 DS18B20的复位时序图3.3 DS18B20的读时序（3）DS18B20的写时序DS18B20的写时序同读时序一样，仍然分为写0时序和写1时序两个过程。

DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60µs，保证DS18B20能够在15µs到45µs之间能正确地采样I/O总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15µs之内就得释放单总线。

如图3.4所示。

图3.4 DS18B20的写时序由DS18B20的通讯协议得知，主机控制DS18B20完成温度转换的过程必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，从而对DS18B20进行预定的操作。

复位要求主CPU将数据线下拉500µs，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～60µs左右，然后发出60～240µs的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。

１．４串口部分（让WIFI与电脑，单片机进行通讯）串口原理图：80C51串行口的结构图：80C51串行口的工作方式 ： 方式1方式1是10位数据的异步通信口。

TXD 为数据发送引脚，RXD 为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。

其中1位起始位，8位数据位，1位停止位。

1、方式1输出D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7写入SBUF 停止位TXDTI（中断标志）起始方式1输入D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7停止位RXD RI（中断标志）起始位采样脉冲用软件置REN 为1时，接收器以所选择波特率的16倍速率采样RXD 引脚电平，检测到RXD 引脚输入电平发生负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。

接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位。

当RI=0，且SM2=0（或接收到的停止位为1）时，将接收到的9位数据的前8位数据装入接收SBUF ，第9位（停止位）进入RB8，并置RI=1，向CPU 请求中断始位1位，数据9位（含1位附加的第9位，发送时为SCON中的TB8，接收时为RB8），停止位1位，一帧数据为11位。

方式2的波特率固定为晶振频率的1/64或1/32，方式3的波特率由定时器T1的溢出率决定。

１．５WIFI模块：使用接口：1 电源接口系统采用标准电源插座，外径5.5mm内径2.1mm的标准尺寸，内正外负，输入电压范围5~48V，电流350mA2 指示灯2.3 RS232接口设备的串口为公口(针)，RS232 电平(可以直接连电脑串口的电平)，引脚顺序与计算机的COM 口保持一致，与电脑连接时需要用交叉线(2-3 交叉，7-8 交叉，5-5 直连，7-8 可以第三章基于WiFi模块的无线传输的实现2.1 WIFI模块的设置2.2串口部分设置2.3调试：运行过程：单片机首先运行，然后对DS18B20和DS1302，LCD1602进行初始化，接着对DS18B20和DS1302进行写设置，读取温度和时间，单片机处理数据，将其在LCD1602上显示，单片机进行串口初始化并通过串口程序将温度和时间准备好，等到串口接收到相应的信号，在发送数据。

在程序内检测温度，若温度超过设定的值（值可通过终端修改），将发出报警信号。

蜂鸣器报警，待温度下降后（可通过终端打开降温系统），蜂鸣器关闭。

第五章程序与框图程序：#include<reg52.h>#include<string.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P2^0;sbit lcden=P3^4;sbit lcdrs=P3^5;sbit dula=P2^6;sbit wela=P2^7;//sbit led=P1^0;sbit sclk=P1^4; //时钟信号线sbit io=P1^5; //信号线sbit ce=P1^6; //片选,也是RSTsbit buzz=P2^3;sbit ledle=P2^5;unsigned int temp,temp1,temp2,temper,xs,flag,a,s,cc;unsigned char j;uchar code day[]="1234567";uchar shi,fen,miao,nian,yue,ri;uchar cdflag;uchar code number[]="0123456789";sbit ACC0 = ACC^0; //定义寄存器ACC的零位sbit ACC7 = ACC^7;void delay1(unsigned int m){unsigned int i,j;for(i=m;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void delay(unsigned int m){while(m--);}/************************DS18B20程序**********************************************/void Init_DS18B20(){unsigned char x=0;DQ=1;delay(8);DQ=0;delay(80);DQ=1;delay(4);x=DQ;delay(20);}uchar ReadOneChar(){unsigned char i=0;unsigned char dat=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;dat>>=1;DQ=1;if(DQ)dat|=0x80;delay(4);}return(dat);}void WriteOneChar(unsigned char dat){unsigned char i=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;delay(5);DQ=1;dat>>=1;}}void duwendu(){unsigned char a=0;unsigned char b=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xcc);WriteOneChar(0x44);delay(5);Init_DS18B20();WriteOneChar(0xcc);WriteOneChar(0xbe);delay(5);a=ReadOneChar();b=ReadOneChar();temp1=(b<<4)&0x7f;//去除高四位，即正负位temp1+=(a&0xf0)>>4;//个位temp2=a&0x0f;//小数temp=((b*256+a)>>4); //整数xs=temp2*0.0625*10;temper=temp+xs;}/****************************************lcd程序******************************************************************/void write_com(uchar com){lcdrs=0;P0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void write_data(uchar date){lcdrs=1;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}/******************************************************************** 串口初始化*********************************/void ckinit(){TMOD=0x20;//设置定时器1为工作方式2TH1=0xfa;TL1=0xfa;TR1=1;REN=1;//允许串行接收SM0=0;SM1=1;//工作方式1//SCON=0x50;PCON=0x80; //波特率加倍EA=1;ES=1;}/****************************************************************************** ************************LCD1602初始化*****************************************************************************/ void lcdinit(){dula=0;wela=0;ledle=0;lcden=0;write_com(0x38);write_com(0x0e);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80+0x10);}/**************************************************** 温度显示*********************************/void display(){write_com(0x80+0x40);//write_data(number[temper/100]);write_data(number[temp/10]);write_data(number[temp%10]);write_data('.');write_data(number[xs%10]);write_data('C');}void fas(unsigned char dat){ES=0;//串口中断允许位SBUF=dat;while(!TI);TI=0;ES=1;}/********************************************************************发送字符串函数*********************************/void fss(unsigned char *str){uchar b,i;b=strlen(str);for(i=0;i<b;i++){fas(*str);str++;}}/********************************************************************DS1302写字节程序*********************************/ void write_ds1302_byte(uchar add) //DS1302写一个字节数据{uchar i;ACC = add;for(i=8; i>0; i--){io = ACC0; //就是把最低位的数据传输给IOsclk = 1; //时钟拉高读走数据sclk = 0; //时钟拉低允许数据变化ACC = ACC >> 1; //把ACC右移一位，然后又把最低的一位传送过去}}/********************************************************************DS1302读字节*********************************/uchar read_ds1302_byte() //读DS1302一个字节{uchar i;for(i=8; i>0; i--){ACC = ACC >>1; //特别说明，读回来的数据是从最低位到最高位。