温度传输系统624

江苏师范大学物电学院本科生课程设计课程名称：电子技术综合设计（二）题目：无线温度传输系统专业班级：14物41学生姓名：张雪学生学号：140220097日期：2017.6.22指导教师：赵绍刚物电学院教务部印制说明：1、报告中的第一、二、三项由学生在课程设计开始前填写，由指导教师指导并确认签字。

2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩，并填写成绩评定表。

3、所有学生必须参加课程设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律按不及格处理。

答辩小组成员应由2人及以上教师组成。

答辩后学生根据答辩情况填写答辩记录表。

4、报告正文字数一般应不少于3000字，也可由指导教师根据本门课程设计的情况另行规定。

5、平时表现成绩低于6分的学生，取消答辩资格，其该课程设计成绩按不及格处理。

6、课程设计完成后，由指导教师根据完成情况写出总结。

7、此表格式为徐州师范大学物理与电子工程学院提供的基本格式，指导教师可根据本门课程设计的特点及内容做适当的调整。

目录摘要 (II)Abstract ............................................................................................................. I II1绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计的目的 (1)1.3设计的意义 (1)2 系统总体方案设计 (2)2.1设计要求 (2)2.2系统构成框图 (2)3 系统主要器件 (3)3.1芯片介绍 (3)3.2 LCD1602液晶及其操作时序 (3)3.3 DS18B20温度传感器 (4)3.4 NRF24L01 2.4GHz射频收发芯片 (5)4 系统硬件设计 (8)4.1最小系统的原理图 (8)4.2 声光报警电路的设计 (10)4.3 LCD1602原理图 (10)4.4 NRF24L01原理图 (11)5程序设计 (12)5.1程序设计总方案 (12)6 总结 (14)参考文献： (15)附录一：发射机原理图 (16)附录二：接收机原理图 (17)附录三：实物图 (18)摘要在现代社会中，远距离温度传输系统使人们对温度更容易“掌控”。

它既方便了人们的生活，也提高了人们的工作效率。

在必要时刻还大大降低了工人发生突发危险的概率。

本设计介绍了一种以STC89C52单片机为主控芯片的远程温度传输系统设计方案。

系统采用NRF24L01模块来传送机收集到的温度数据到主机，当主机接收到温度数据后，判断是否更改预设的温度警报范围，当温度警报设置完毕后，在主机的LCD1602上显示出来，并判断温度是否在警报范围以内，如果不在范围内则发出警报。

本设计可以在NRF24L01的范围内实现远程监控并报警。

在温度高于或低于设置的温度时，会报警提醒。

本设计方案合理，使用方便，性价比较高，在科研和生产中具有广泛的用途。

关键字：NRF24L01；温度；单片机；DS18B20AbstractNowadays, the temperature over a long distance transmission system make people more convenient for the management of the temperature, and also improve the working efficiency, reduce the risk of under the emergency workers.This design introduces a design scheme for remote temperature transmission system based on STC89C52 Single chip microcomputer. System USES NRF24L01 module to transfer from the temperature data were collected from the machine to the host, when the temperature of the host receives the data, determine whether to change the default alarm temperature range, when the temperature alarm set to end, displaying the temperature on the host’s LCD1602, and to judge whether the temperature outside the alarm range, if is not in range then alarm.The design can be in the NRF24L01 within the scope of remote monitoring and alarm. When the temperature is higher or lower than the set temperature, the alarm will be alerted. The design is reasonable, easy to use, cost-effective, in scientific research and production has a wide range of usesKeywords：NRF24L01；temperature；micro-control；DS18B201绪论1.1设计背景随着社会的进步和生产的需要，利用无线通信进行数据采集的方式渗透到生活的各个方面。

在农业生产上，不论是温室大棚的温度监测，还是粮仓的管理，传统上都是采取分区取样的人工方法，工作量大，可靠性差。

而且大棚和粮仓占地面积大，监测目标分散，测点较多，传统的方法已经不能满足当前农业发展的需要。

当前的科技水平下，无线通信的技术的发展使得温度采集测量精确，简便易行。

在现实生活中，这种无线温度采集系统已经被成功应用于许多重要领域，而且类似于这种温度采集系统的无线通信网络已经被广泛地应用到民用和军事领域。

凡是布线繁杂或不允许布线的场合都希望通过无线方案来解决。

为此，需要设计相应的接口系统，控制这些射频芯片工作，完成可靠稳定的无线数据通信，这样研究变得更有意义。

1.2设计的目的本次设计希望能够对单片机有更加深刻的了解以及在电子方面有更加深刻的认识。

通过学习，选择设计一个采用NRF24L01射频无线通信技术，基于STC89C52单片机的无线通信系统。

此设计是以MCS-51系列单片机为核心设计的无线通信系统，并通过NRF24L01射频无线通信技术，实现从机采集的传感器数据发送给主机单片机。

对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。

该软、硬件系统具有很好的通用性和很高的实际使用价值。

1.3设计的意义单片机的应用是具有高度现实意义的。

单片机具有极高的可靠性、微型性和智能性。

它已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具，已经深深地渗入到我们的日常生活当中。

通过此次基于STC89C52单片机，NRF24L01射频无线通信技术而展开的无线通信系统的设计，我们能更清楚详细地了解单片机程序设计的基本方法、编程步骤和技巧，并对单片机的结构和原理有更加深入的了解。

经过进一步学习基于单片机开发应用相关芯片的工作原理，从而可以在将来的工作和学习中加以应用。

2 系统总体方案设计系统的组成主要是单片机最小系统、NRF24L01射频技术模块、18B20温度传感器和LCD1602液晶显示等。

2.1设计要求设计一个温度传输系统，包括下位机和上位机，下位机采集温度，上位机显示采集的温度，上位机和下位机利用无线的方式传输采集的温度，系统工作温度范围为0~99度；采集的温度精确到0.1度；在上位机和下位机上使用1602液晶显示采集和传输的温度。

2.2系统构成框图本设计是基于STC89C52单片机，NRF24L01射频无线通信技术而展开的无线通信系统的设计。

STC89C52RC单片机为控制核心，NRF24L01射频无线通信系统主要由单片机控制,当其完成检测到有DS18B20的数据时，单片机通过SPI通信协议对NRF24L01发送数据，NRF24L01模块减无线通信、接收机接收到收据后发送给接收控制单片机。

接收机起到控制数据显示，超限设置及声光报警的作用。

系统框图如下图2-1所示。

从机控制器stc89c52LCD1602显示警报主机控制器stc89c5224L01通信模块18b2024L01通信模块图2-1 系统框图3 系统主要器件3.1芯片介绍STC89C52RC是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K字节系统可编程Flash存储器。

STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。

其单芯片上拥有的灵巧的8 位CPU 和系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

片内含有Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、PWM等模块。

封装图如图3-1所示。

图3-1 STC89C52RC芯片引脚图3.2 LCD1602液晶及其操作时序液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示。

LCD1602是有32个5x7点阵组成的行字符型显示屏。

其操作方法如下：读写时序操作读状态RS=L，R/W=H，E=H输出D0—D7；写指令RS=L，R/W=L，D0—D7指令码，E=高脉冲；读数据RS=H，R/W=H，E=H输出D0—D7数据；写数据RS=H，R/W=L，D0—D7数据，E=高脉冲。

下图3-2为写操作时序图。

图3-2 LCD1602写操作时序图3.3 DS18B20温度传感器DS18B20引脚介绍，如图3-3为DS18B20引脚图。

图3-3 DS18B20引脚图各引脚功能为：I/O为数据输入/输出端（即单线总线），它属于漏极开路输出，外接上拉电阻后，常态下呈高电平。

UDD是可供选用的外部电源端，GND为地。

3.4 NRF24L01 2.4GHz射频收发芯片3.4.1 NRF24L01的概述NRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。

NRF24L01功耗低,在以-6 dBm的功率发射时，工作电流也只有9 mA；接收时，工作电流只有12.3 mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。