基于51单片机系统的温度检测与无线收发设计概要
基于 51 单片机的无线数据收发系统设计
基于 51 单片机的无线数据收发系统设计摘要:系统使用 51 单片机通过NRF24L01 模块远程传输数据,接收端通过NRF24L01 模块接收无线数据。
处理后由液晶进行数据显示,可根据需要设置声音提示。
系统接收与发送端模块均单片机、无线发送模块/ 接收、显示、声音提示模块。
关键词:51 单片机;NRF24L01;液晶显示;无线通讯1硬件设计1.1系统组成该系统将数据经过控制器由无线发送模块进行远距离发送,再通过接收端进行无线数据接收。
接收的数据经控制器处理后由液晶显示器显示,并根据需要可以实现一定的声音提示。
1.2无线收发模块本设计使用无线通讯技术实现数据的传送,能够实现此功能的硬件电路模块总类较多。
为符合设计需求,采用以NRF24L01 为核心的无线通讯模块。
该方案可以使系统具有低成本,低功耗,体积小等特点。
NRF24L01 无线模块出至 NORDIC 公司。
其工作频段在 2.4G— 5GHz,该模块正常工作电压为 1.9V—3.6V,内部具有 FSK 调制功能,集成了 NORDIC 公司自创的增强短脉冲协议。
该模块最多可实现 1 对 6 的数据发送与接收。
其每秒最高可传输两兆比特,能够实现地址检验及循环冗余检验。
若使用 SPI 接口,其每秒最高可传输八兆比特,多达 128 个可选工作频道,将该芯片的最小系统集成后,构成NRF24L01 无线通信模块。
1、引脚功能此模块有 6 个数据传输和控制引脚,采用 SPI 传输方式,实现全双工串口通讯,其中 CE脚为芯片模式控制线,工作情况下,CE 端协配合寄存器来决定模块的工作状态。
当4 脚电平为低时,模块开始工作。
数据写入的控制时钟由第 5 脚输入,数据写入与输出分别为 6、7 脚,中断信号放在了第 8 脚。
2、电器特性NRF24L01 采用全球广泛使用的 2.4Ghz 频率,传输速率可达 2Mbps,一次数据传输宽度可达 32 字节,其传输距离空旷地带可达2000M 此模块增强版空旷地带传输距离可达 5000M—6000M, 因内部具有 6 个数据通道,可实现 1 对 6 数据发送,还可实现 6 对 1 数据接收,其工作电压为 1.9V-3.6V,当没有数据传输时可进入低功耗模式运行,微控制器对其控制时可对数据控制引脚输入 5V 电平信号,可实现 GFSK 调制。
基于51单片机的温度检测设计
基于51单片机的温度检测设计一.基本功能利用AT89c51作为主控器和温度检测芯片DS18B20组成一个温度检测系统,实现温度的实时监控并由数码管显示。
二.硬件设计图1.总设计图1.单片机最小系统1.1选用AT89C51的引脚功能图2. AT89C51XTAL1:单芯片系统时钟的反向放大器输入端。
XTAL2:系统时钟的反向放大器输出端,一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英震荡晶体系统就可以工作了,此外可以在两引脚与地之间加入20PF的小电容,可以使系统更稳定,避免噪音干扰而死机。
RESET:重置引脚,高电平动作,当要对晶体重置时,只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个及其周期以上的时间便能完成系统重置的各项动作,使得内部特殊功能寄存器内容均被设成已知状态。
I/O:端口3是具有内部提升电路的双向I/O端口,通过控制各个端口的高低电平来控制数码管得位选。
端口2用来控制数码管的段选。
1.2复位电路如图所示,当按下按键时,就能完成整个系统的复位,使得程序从新运行。
图3.复位电路1.3时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号,单片机本身就是一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作方式的实现,电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。
在AT89C51芯片内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚X1,输出端为引脚X2,在芯片的外部跨接晶体振荡器和微调电容,形成反馈电路,就构成了一个稳定的自激振荡器。
此电路采用12MHz的石英晶体。
图4.时钟电路2.数码管部分图5.数码管电路3.DS18B20部分图5.三.软件设计3.1编程语言及编程软件的选择本设计选择C语言作为编程语言。
C语言虽然执行效率没有汇编语言高,但语言简洁,使用方便,灵活,运算丰富,表达化类型多样化,数据结构类型丰富,具有结构化的控制语句,程序设计自由度大,有很好的可重用性,可移植性等特点。
而汇编语言使用起来并没有这么方便。
毕业设计(论文)-基于单片机的无线温度控制系统设计
摘要本文介绍的是一个由单片机构成的无线温度控制系统,它利用8051单片机和DS18B20及LED等其他器件实现。
首先单片机进行温度采集,然后进行无线发送,接收端收到信号后,进行解码,之后实现温度显示。
本文对硬件和软件进行了框图设计,protel原理图设计,程序框图设计,源程序设计,并对样机进行了联机和脱机仿真调试,文后附录了完整源程序。
关键词单片机无线发送接收温度控制LED显示定时AbstractAn applied system of wireless temperature control by microcontroller is introduced in this paper, it uses 8051 , DS18B20, LED and other components to realize. First, the microcontroller takes in the temperature , then the signal is transmitted. When the receiver receives the signal ,it decode the signal , then the temperature is displayed with the LED. The block diagram of the hardware and software, the schematic diagram of protel , the program flowchart and the source program will be designed in this paper. I also debug the model machine on-line and under-line.The complete source program is in the appendix.Keywords:microcontroller; wireless transmission and reception; temperature control; LED display; timing目录摘要 (I)Abstract (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题来源 (2)1.3 本章小结 (2)第2章MCS-51单片机的结构 (2)2.1 控制器 (3)2.1.1 程序计数器PC(Program Counter) (3)2.1.2 指令寄存器IR、指令译码器及控制逻辑电路 (4)2.2 存储器的结构 (4)2.3 并行I/O口 (6)2.4 时钟电路与时序 (7)2.5 单片机的工作方式 (7)2.6 单片机的性能特点 (9)2.7 单片机的应用领域 (10)2.8 本章小结 (11)第3章电路的硬件设计 (12)3.1 温度采集电路 (12)3.2 无线发送电路 (13)3.3 传感电路 (13)3.4 无线接收电路 (14)3.4.1 接收电路总论 (14)3.4.2 无线接收电路总体设计 (15)3.4.3无线接收电路详细设计 (16)3.5 数码管显示温度电路 (16)3.6 相关控制电路设计 (18)3.7 本章小结 (18)第4章电路的软件设计 (18)4.1 软件程序内容 (18)4.2 软件流程图 (19)4.3 定时程序设计 (19)4.3.1发送接收实现的基本方法 (20)4.3.2 发送接收程序详细设计 (20)4.4 MCS-51的中断 (21)4.5 定时程序设计 (24)4.6 本章小结 (25)第5章电路仿真 (26)5.1 仿真结果 (26)5.2 仿真中出现的问题及解决办法 (26)5.3 本章小结 (26)第6章结论与展望 (27)6.1 结论 (27)6.2 单片机的发展趋势 (27)参考文献 (29)总体电路框图 (29)总体电路protel原理图 (30)完整源程序: (30)致谢 (39)第1章绪论1.1 课题背景单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始,迄今已有二十多年了。
基于51单片机的温度监测系统(DS18B20)
DS18B20读时序
所有的读时隙都由拉低总线,持续至少1us后再释放总线(由于上拉电阻的作用,总线恢复为 高
配置寄存器
8 位 CRC 生成器
DS18B20的时序
DS18B20复位时序
DS18B20的所有通信都由由复位脉冲组成的初始化序列开始。该初始化序列由主 机发出,后跟由DS18B20发出的存在脉冲(presence pulse)。在初始化步骤中,总线 上的主机通过拉低单总线至少480μs来产生复位脉冲。然后总线主机释放总线并进入接收 模式。当总线释放后,5kΩ的上拉电阻把单总线上的电平拉回高电平。当DS18B20检测 到上升沿后等待15到60us,发出存在脉冲,拉低总线60-240us至此,初始化和存在时序 完毕。时序图如下:
1.主控制器电路和测温
电路的设计
主控制器电路由AT89S52 及外围时钟和复位电路构成, 测温电路由DS18B20、报警 电路组成。AT89C52是此硬 件电路设计的核心,通过 AT89S52的管脚P2.7与 DS18B20相连,控制温度的 读出和显示。硬件电路的功 能都是与软件编程相结合而 实现的。具体电路原理图如 右图2所示。
送1,以拉低总线的方式表示发送0.当发送0的时候,DS18B20在读时隙的末期将会释放总线,总线
将会被上拉电阻拉回高电平(也是总线空闲的状态)。DS18B20输出的数据在下降沿(下降沿产 生读时隙)产生后15us后有效。因此,主机释放总线和采样总线等动作要在15μs内完成。
基于51单片机的WIFI无线温度测控系统毕业论文
计算机技术与科学学院课程设计报告( 2014 — 2015 学年第二学期)课程名称:______ project3_________ 班级:电子1201学号: 1402120119 1402120120姓名:栋凌锋指导教师:胡方强武晓光袁建华包亚萍毛钱萍2015 年 7 月目录第一部分总体设计与选型分析 (4)1.1总体设计 (4)1.1.1受控模块 (4)1.1.2测温模块 (5)1.1.3单片机系统 (5)1.1.4显示模块 (5)1.1.5控制模块 (5)1.1.6 wifi模块 (5)1.1.7上位机 (5)1.2选型分析 (5)1.2.1受控模块方案 (5)1.2.2测温模块方案 (5)1.2.3控制模块方案 (6)1.2.4显示模块方案 (6)第二部分电路硬件设计 (7)2.1受控模块 (7)2.2测温模块 (7)2.3单片机系统 (8)2.4显示模块 (9)2.5控制模块 (10)2.6 wifi模块 (11)2.7 上位机 (13)第三部分系统软件设计 (13)3.1主程序设计 (14)3.2子程序设计 (15)3.2.1 LCD1602子程序 (15)3.2.2 DS18B20子程序 (16)3.2.3 串口中断程序 (17)3.2.4 定时器中断程序 (17)3.2.5 PID子程序 (18)第四部分 PID调试 (19)4.1 PID调节器控制原理 (19)4.2 位置式PID算法 (20)4.3 PID参数整定 (20)4.3.1 整定比例带 (20)4.3.2 整定积分时间 (20)4.3.3 优化参数 (21)4.3.4 关于微分 (21)4.3.5 死区设置 (21)第五部分系统性能优化 (21)5.1反应速度优化 (21)5.2稳定性优化 (22)5.3 优化前后系统性能对比 (23)第六部分问题总结 (24)6.1 硬件问题 (24)6.1.1 MOS管开关无常工作 (24)6.1.2 电脑无法连接WIFI模块 (24)6.1.3 下位机返回数据乱码 (24)6.1.4 液晶无法显示 (24)6.2 软件问题 (24)6.2.1 上位机与下位机无常通信 (24)6.2.2 PID程序无法调用 (25)6.2.3 DS18B20测温不稳定 (25)第七部分总结 (25)参考文献 (25)附录A 仿真图 (26)附录B 受控模块实物图 (27)附录C 程序 (28)基于单片机的WIFI无线温度测控系统摘要:温度是一个非常重要的物理量,因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、蒸馏、浓度、结晶以及空气流动等物理和化学过程。
51单片机实时数字温度监测与控制系统设计
51单片机实时数字温度监测与控制系统设计温度监测与控制系统是现代工程中常见的一种自动化控制系统。
本文将针对51单片机实时数字温度监测与控制系统的设计进行详细的描述和分析。
一、系统设计需求本系统要求能够实时监测温度,并根据温度变化进行相应的控制操作。
具体的设计需求如下:1. 监测系统需要具备高精度的温度测量能力,能够实时监测温度值,并将数据显示在LCD屏幕上。
2. 系统需要能够实现对温度的控制,当温度超过设定的阈值时,系统能够自动控制风扇或加热器进行温度调节。
3. 系统需要具备可靠的报警功能,当温度超过安全范围时,系统能够及时发出声音或者闪烁警示灯。
4. 系统需要能够提供数据记录功能,将监测到的温度数据保存在存储器中,以便后续分析或查询。
二、系统设计方案基于上述设计需求,我们可以采用以下方案来设计51单片机实时数字温度监测与控制系统:1. 硬件设计:a) 使用一个温度传感器,如LM35,连接到单片机的模拟输入引脚,用于测量环境温度。
b) 连接一个LCD显示屏,用于实时显示温度数值、控制状态和警报信息。
c) 连接一个风扇或加热器,用于控制温度调节。
d) 连接一个蜂鸣器或警示灯,用于发出警报。
2. 软件设计:a) 使用C语言编程,搭配相应的开发工具,如Keil uVision等。
b) 通过模数转换器将LM35传感器读取的模拟温度值转换为数字温度值。
c) 使用定时器中断实现温度测量和控制的实时性。
d) 利用单片机的GPIO口来控制风扇或加热器的开关。
e) 当温度超过设定的阈值时,通过LCD屏幕显示警示信息,并触发警报器功能。
f) 使用存储器来记录温度数据,可选择EEPROM、SD卡等存储介质。
三、系统工作流程经过上述的硬件和软件设计,该系统的工作流程如下:1. 初始化:系统启动时,进行相关的初始化操作,包括引脚配置、定时器设置和显示屏初始化等。
2. 温度测量:定时器中断触发温度测量,将模拟温度值转换为数字温度值。
基于51单片机的温度控制系统设计说明
基于51单片机的水温自动控制系统0 引言在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。
而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。
本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。
本温控系统可应用于温度围30℃到96℃。
1 设计任务、要求和技术指标1.1任务设计并制作一水温自动控制系统,可以在一定围(30℃到96℃)自动调节温度,使水温保持在一定的围(30℃到96℃)。
1.2要求(1)利用模拟温度传感器检测温度,要求检测电路尽可能简单。
(2)当液位低于某一值时,停止加热。
(3)用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。
(4)无竞争-冒险,无抖动。
1.3技术指标(1)温度显示误差不超过1℃。
(2)温度显示围为0℃—99℃。
(3)程序部分用PID算法实现温度自动控制。
(4)检测信号为电压信号。
2 方案分析与论证2.1主控系统分析与论证根据设计要求和所学的专业知识,采用AT89C51为本系统的核心控制器件。
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS 8位微处理器。
其引脚图如图1所示。
2.2显示系统分析与论证显示模块主要用于显示时间,由于显示围为0~99℃,因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。
在显示驱动电路中拟订了两种设计方案:方案一:采用静态显示的方案采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路,其优点在于占用主控系统的I/O口少,编程简单且静态显示的容无闪烁,但电路消耗的电流较大。
方案二:采用动态显示的方案由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示,占用资源少,动态控制节省了驱动芯片的成本,节省了电 ,但编程比较复杂,亮度不如静态的好。
由于对电路的功耗要求不大,因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
图1 AT89C51引脚图2.3 检测系统分析与论证1 温度检测:有选用AD590和LM35D两种温度传感器的方案,但考虑到两者价格差距较大,而本系统中对温度要求的精度不很高,因而选用比较廉价LM35D。
基于51单片机的温度检测系统_单片机C语言课题设计报告
单片机C语言课题设计报告设计题目:温度检测电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来1摘要本课题以51单片机为核心实现智能化温度测量。
利用18B20温度传感器获取温度信号,将需要测量的温度信号自动转化为数字信号,利用单总线和单片机交换数据,最终单片机将信号转换成LCD 可以识别的信息显示输出。
基于STC90C516RD+STC90C516RD+的单片机的智能温度检测系统,的单片机的智能温度检测系统,设计采用18B20温度传感器,其分辨率可编程设计。
本课题设计应用于温度变化缓慢的空间,综合考虑,以降低灵敏度来提高显示精度。
设计使用12位分辨率,因其最高4位代表温度极性,故实际使用为11位半,位半,而温度测量范围为而温度测量范围为而温度测量范围为-55-55-55℃~℃~℃~+125+125+125℃,℃,则其分辨力为0.06250.0625℃。
℃。
设计使用LCD1602显示器,可显示16*2个英文字符,显示器显示实时温度和过温警告信息,和过温警告信息,传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,计使用蜂鸣器做警报发生器,当温度超过当温度超过设定值时播放《卡农》,当传感器异常时播放嘟嘟音。
单片机C 语言课题设计报告语言课题设计报告电动世界,气定乾坤2目录一、设计功能一、设计功能................................. ................................. 3 二、系统设计二、系统设计................................. .................................3 三、器件选择三、器件选择................................. .................................3 3.1温度信号采集模块 (3)3.1.1 DS18B20 3.1.1 DS18B20 数字式温度传感器数字式温度传感器..................... 4 3.1.2 DS18B20特性 .................................. 4 3.1.3 DS18B20结构 .................................. 5 3.1.4 DS18B20测温原理 .............................. 6 3.1.5 DS18B20的读写功能 ............................ 6 3.2 3.2 液晶显示器液晶显示器1602LCD................................. 9 3.2.1引脚功能说明 ................................. 10 3.2.2 1602LCD 的指令说明及时序 ..................... 10 3.2.3 1602LCD 的一般初始化过程 (10)四、软件设计四、软件设计................................ ................................11 4.1 1602LCD 程序设计流程图 ........................... 11 4.2 DS18B20程序设计流程图 ............................ 12 4.3 4.3 主程序设计流程图主程序设计流程图................................. 13 五、设计总结五、设计总结................................. ................................. 2 六、参考文献六、参考文献................................. ................................. 2 七、硬件原理图及仿真七、硬件原理图及仿真......................... .........................3 7.1系统硬件原理图 ..................................... 3 7.2开机滚动显示界面 ................................... 4 7.3临界温度设置界面 ................................... 4 7.4传感器异常警告界面 (4)电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识,信手拈来通才达识,信手拈来3温度温度DS18B20 LCD 显示显示过温函数功能模块能模块传感器异常函数功能模块数功能模块D0D1D2D3D4D5D6D7XT XTAL2AL218XT XTAL1AL119ALE 30EA31PSEN29RST 9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115U180C51X1CRYST CRYSTAL ALC122pFC222pFGNDR110kC31uFVCCGND234567891RP1RESPACK-8VCC0.0DQ 2VCC 3GND 1U2DS18B20R24.7K LCD1LM016LLS2SOUNDERMUC八、程序清单八、程序清单................................. .................................5 一、设计功能·由单片机、温度传感器以及液晶显示器等构成高精度温度监测系统。
毕业设计-基于51单片机粮库无线温度监测系统的设计与实现 精品
科技学院2013届本科毕业论文基于51单片机粮库无线温度监测系统的设计与实现专业:通信工程指导教师:王松学生姓名:罗强学生学号: 0920041342中国﹒贵州﹒贵阳2013年5月目录摘要 (Ⅲ)Abstract (Ⅳ)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 现状 (1)1.3 目的和意义 (2)1.4 本文结构 (2)第二章方案的比较和论证 (3)2.1 温度传感器的选型 (3)2.2 无线发送模块的选型 (4)2.3 语音芯片的选型 (5)2.4 显示模块的选型 (6)第三章 MCS-51单片机的结构与原理简介 (7)3.1 MCS-51单片机的内部结构 (7)3.1.1 MCS-51单片机的组成 (7)3.1.2 CPU (7)3.2 MCS-51单片机外部结构 (8)3.2.1 MCS-51单片机引脚功能 (8)3.2.2 复位和复位电路 (10)3.3 MCS-51单片机的定时器/计数器 (10)3.3.1定时器/计数器的结构 (10)3.3.2工作方式 (11)3.4 MCS-51单片机的中断系统 (12)3.4.1中断请求源和中断请求标志 (12)3.4.2中断控制 (13)第四章系统硬件设计 (15)4.1 系统硬件框图 (15)4.2 单片机模块 (16)4.3无线发送模块 (16)4.3.1 RF1100-232技术指标 (17)4.3.2 RF1100-232端口定义 (17)4.3.3 RF1100-232参数设定 (18)4.4 温度传感器模块 (22)4.4.1 DS18B20的管脚定义及内部结构 (22)4.4.2 DS18B20温度数据格式 (23)4.4.3 DS18B20温度传感器工作原理 (23)4.5显示模块 (24)4.5.1 数码管显示 (24)4.5.2液晶显示 (26)4.6语音报温模 (28)4.6.1引脚及功能 (28)4.6.2 ISD1700典型的应用电路 (31)4.7其他模块 (32)4.7.1电源模块 (32)4.7.2超温报警模块 (32)第五章系统软件设计 (33)5.1系统开发环境简介 (33)5.1.1软件功能 (33)5.1.2 Keil软件使用方法 (33)5.2系统软件流程图 (41)5.3温度传感器驱动程序设计 (43)5.4无线收发模块程序设计 (46)5.5液晶显示驱动程序设计 (48)第六章设计总结 (53)参考文献 (54)附录 (55)致谢 (68)基于51单片机粮库无线温度监测系统的设计与实现摘要粮食是国家的战略物质,是人民的生活必需品。
基于51单片机的无线数据收发系统设计带电路图和代码
基于51单片机的无线数据收发系统设计(带电路图和代码)1 引言伴随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟,无线数据传输被越来越多地应用到新的领域。
与有线通信方式相比,无线通信以其不需铺设明线,使用便捷等一系列优点,在现代通信领域占重要地位。
但以往的无线产品存在范围和方向上的局限。
例如,一些无线产品在使用时,无法将信息反馈给控制者;还有一些无线产品不能很好地显示参数或状态信息,如果能在系统中增加一块小型液晶显示电路,产品不仅能向用户显示其状态或状态的改变,而且可以大大降低成本。
正如人们所发现的,只要建立双向无线通信-双工通信并且选择成本低的收发芯片,就会出现许多新应用。
本次设计主要是利用无线收发电路,加上单片机控制与液晶显示制成一套完整的数据收发系统。
考虑到目前市场上的一些需求,设计的主要要求是方案成本低,体积小,低功耗,集成度高,尽量无需调外部元件,传输时间短,接口简单。
nRF401是国外最新推出的单片无线收发一体芯片,它在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、PLL 合成、FSK 调制、多频道切换等功能,并且外围元件少,便于设计生产,功耗极低,集成度高,是目前集成度较高的无线数传产品,它为低速率低成本的无线技术提出了解决方案。
2 无线数据收发系统2.1 系统组成无线数据传输系统有点对点,点对多点和多点对多点三种。
本系统由于实际应用的需要,接收器和数据终端之间的数据传输通过nRF401进行,构成点对点无线数据传输系统。
整个系统中,两数据终端之间的无线通信采用433MHz 的频段作为载波频率,收发通过串口通信。
无线数据收发系统可以分为无线收发控制电路、单片机控制电路、显示电路和按键电路四部分组成,系统原理如图2-1所示:图2-1 无线数据收发系统原理图无线收发 按键 单片机系 无线收发液晶显示单片机系2.2 实现过程当我们需要发送数据时,使用按键来输入所需发送的信息。
按键与单片机AT89S52的P3.2-P3.5口相接,单片机的 P1.0口控制信息的发送与接收,并且TXD 端与收发器输入端相连,通过TXD 将数据传入收发器,收发器接收到数据后,通过FSK 调制,将信号发送出去;接收端的收发器通过解调,将载波信号转换为数字信号,完成信息传输过程;收发器的输出端通过RXD 端将数字信号输入到单片机;单片机将数据传送到显示器,这样就完成了一次数据发送与接收并显示的过程。
基于51单片机的无线测温系统的设计解读
大连海事大学毕 业 论 文二○一四年六月┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊基于51 单片机的无线测温系统的设计专业班级:通信工程1班姓名:杜嘉麟指导教师:李作洲信息科学技术学院摘要温度是日常生活中必不可少的重要参数。
在日常生活中有许多时候我们都离不开温度的测量。
简单的温度计已经不能满足一些特定情况下的温度测量,尤其在某一些环境恶劣的工业场所和户外场所,在这种情况下再使用传统温度计测量温度是不切实际的。
所以无线测温系统的开发与设计便显得异常重要。
当下一些无线温度测量系统已得到开发和设计,但因其高昂的成本导致其还没有普及到日常生活当中。
在实际测温过程中既要保证系统的准确性、稳定性、实时性又需要保证产品的低功耗,操作简单。
因此设计一种低功耗,小成本,易使用的无线测温系统就显得很有意义。
本次设计利用STC89C52型号的单片机控制DS18B20型号的温度传感器来实现无线测温系统的设计。
通过简单的无线通信协议,实现高可靠性与低功耗,小成本的无线测温系统的设计。
本次设计能实现对温度的远程检测。
小成本、低功耗、即时性的无线测温系统是本次设计的最大特点。
本次设计的无线传输模块采用的型号是NRF24L01。
该系统结构简单,性能可靠,功耗较低,成本低廉,提供了一种新型的无线传感器的解决方案。
关键词:51单片机;无线测温;无线传输模块AbstractTemperature is the essential parameter in daily life, which is often to need measure. The traditional thermometer can not meet the temperature measurement of the specific circumstances, especially in some of the harsh industrial space and outdoor space, where the measurement is unrealistic. So the development and design of wireless temperature measuring system is very important.Many wireless temperature measurement systems have been developed so far, however, high cost stops the systems wildly applied in our daily life. In the actual measurement process it is necessary to ensure the stability of the system, the real-time and the low power consumption. So the design of a low power and low cost wireless temperature measuring system is of great significance. Some temperature sensors, model DS18B20, are controlled by SCM, type STC89C52. These devices constitute the measurement and control system. Using simple wireless communication protocol, a high reliability, low power consumption and low cost system is designed, which can realize remote detection of temperature. Low cost, low power consumption, real-time and remote control are focuses of this design. The wireless transmission module used in this system is NRF24L01.This system has advantages of simple structure, reliable performance, low power consumption and low cost, providing a novel scheme, namely using wireless sensors.Keywords: MCS-51r, wireless temperature measurement, Wireless transmission module目录第1章绪论 (1)1.1 论文研究主要内容 (1)1.2 国内外现状 (3)第2章关键技术介绍 (5)2.1 单片机最小系统介绍 (5)2.2 无线收发模块 (5)2.3 数码管显示电路 (5)2.4 电源模块电路 (6)第3章系统分析 (7)3.1 构架概述 (7)3.1.1 功能构架 (7)3.1.2 模块需求描述 (7)3.2 系统开发环境 (8)3.3 系统任务的可行性分析 (8)3.3.1 技术可行性 (8)3.3.2 系统安全性分析 (9)第4章系统设计 (10)4.1 构架概述 (10)4.2 系统的功能结构设计 (10)第5章系统实现 (12)5.1 软件实现 (12)5.1.1 主函数模块功能介绍 (12)5.1.2 发送程序功能介绍 (12)5.1.3 接收程序功能介绍 (12)5.1.4 函数实现 (13)5.2 硬件实现 (16)5.2.1 单片机接口及功能介绍 (16)5.2.2 晶振电路设计 (16)5.2.4 报警电路设计 (17)5.2.5 温度检测电路设计 (18)5.2.6 数码管驱动电路设计 (18)5.2.7 NRF24L01 (21)第6章系统测试 (24)6.1 测试方案 (24)6.2 读取数据并对比 (24)6.3系统运行结果 (24)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录1 (29)基于51 单片机的无线测温系统的设计第1章绪论在工业现场,由于生产环境恶劣,工作人员不能长时间停留在现场观察设备是否运行正常,就需要采集数据并传输数据到一个环境相对好的操控室内,这样就会产生数据传输问题。
基于51单片机的DS18B20温度检测_设计报告
课程名称:微机原理课程设计题目:温度检测课程设计随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的温度检测仪。
本设计使用简便,功能丰富。
可以实现温度采集,温度报警,重设上下限温度值等功能。
在现代化的工业生产中,需要对周围环境的温度进行检测和控制。
本设计对温控报警问题展开思考,设计一个能根据需求设置低温到高温进行报警并通过数码管显示的系统。
该系统使用STC89C51单片机,同时运用单线数字温度传感器DS18B20,四位共阴数码管显示,按键控制等模块可实现温度的检测与设置。
课题经过实验验证达到设计要求,具有一定的使用价值和推广价值。
本作品使用四位共阴数码管显示,可以清晰地显示当前的报警温度,一定程度避免使用者使用时出错,安全可靠,可使用于各种食品储存室,植物养殖所等地方,实用性很高。
关键字:温度报警器 STC89C51单片机数码管 DS18B20一、课程设计目的和要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)二、总体设计方案 (1)三、硬件设计 (2)3.1 DS18B20传感器 (2)3.2 STC89C51功能介绍 (6)3.3 时钟电路 (8)3.4 复位电路 (8)3.5 LED显示系统电路 (9)3.6 按键控制电路 (11)3.7 蜂鸣器电路 (11)3.8 总体电路设计 (12)四、软件设计 (14)4.1 keil软件 (14)4.2 系统主程序设计 (14)4.3 系统子程序设计 (15)五、仿真与实现 (18)5.1 PROTEUS仿真软件 (18)5.2 STC-ISP程序烧录软件 (19)5.3 使用说明 (20)六、总结 (21)一、课程设计目的和要求1.1 设计目的熟悉典型51单片机,加深对51单片机课程的全面认识和掌握,对51单片机及其接口的应用作进一步的了解,掌握基于51单片机的系统设计的一般流程、方法和技巧,为我们解决工程实际问题打下坚实的基础。
毕业设计-基于51单片机粮库无线温度监测系统的设计与实现 精品
科技学院2013届本科毕业论文基于51单片机粮库无线温度监测系统的设计与实现专业:通信工程指导教师:王松学生姓名:罗强学生学号: 0920041342中国﹒贵州﹒贵阳2013年5月目录摘要 (Ⅲ)Abstract (Ⅳ)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 现状 (1)1.3 目的和意义 (2)1.4 本文结构 (2)第二章方案的比较和论证 (3)2.1 温度传感器的选型 (3)2.2 无线发送模块的选型 (4)2.3 语音芯片的选型 (5)2.4 显示模块的选型 (6)第三章 MCS-51单片机的结构与原理简介 (7)3.1 MCS-51单片机的内部结构 (7)3.1.1 MCS-51单片机的组成 (7)3.1.2 CPU (7)3.2 MCS-51单片机外部结构 (8)3.2.1 MCS-51单片机引脚功能 (8)3.2.2 复位和复位电路 (10)3.3 MCS-51单片机的定时器/计数器 (10)3.3.1定时器/计数器的结构 (10)3.3.2工作方式 (11)3.4 MCS-51单片机的中断系统 (12)3.4.1中断请求源和中断请求标志 (12)3.4.2中断控制 (13)第四章系统硬件设计 (15)4.1 系统硬件框图 (15)4.2 单片机模块 (16)4.3无线发送模块 (16)4.3.1 RF1100-232技术指标 (17)4.3.2 RF1100-232端口定义 (17)4.3.3 RF1100-232参数设定 (18)4.4 温度传感器模块 (22)4.4.1 DS18B20的管脚定义及内部结构 (22)4.4.2 DS18B20温度数据格式 (23)4.4.3 DS18B20温度传感器工作原理 (23)4.5显示模块 (24)4.5.1 数码管显示 (24)4.5.2液晶显示 (26)4.6语音报温模 (28)4.6.1引脚及功能 (28)4.6.2 ISD1700典型的应用电路 (31)4.7其他模块 (32)4.7.1电源模块 (32)4.7.2超温报警模块 (32)第五章系统软件设计 (33)5.1系统开发环境简介 (33)5.1.1软件功能 (33)5.1.2 Keil软件使用方法 (33)5.2系统软件流程图 (41)5.3温度传感器驱动程序设计 (43)5.4无线收发模块程序设计 (46)5.5液晶显示驱动程序设计 (48)第六章设计总结 (53)参考文献 (54)附录 (55)致谢 (68)基于51单片机粮库无线温度监测系统的设计与实现摘要粮食是国家的战略物质,是人民的生活必需品。
基于51单片机的温湿度检测系统设计与实现
3、无线通信模块
本系统的无线通信模块采用nRF24L01无线通信芯片。nRF24L01是一款具有 2.4GHz全球开放频率的无线通信芯片,具有低功耗、高速率、高稳定性等特点。 它将主控制器处理后的数据通过无线方式发送给接收器。
4、电源模块
本系统的电源模块采用9V电池供电。我们将9V电池通过稳压器转换为5V电源, 为整个系统提供稳定的电力支持。
三、测试与结果分析
为了验证本系统的可靠性和准确性,我们进行了一系列的测试。测试结果表 明,本系统能够准确快速地采集环境中的温湿度数据,并且能够稳定地将数据上 传至计算机或其他数据采集设备。同时,本系统的按键电路和液晶显示电路也表 现良好,用户可以通过按键调整系统的参数设置,并直观地查看温湿度数据。
2、液晶显示屏
为了方便用户直观地查看温湿度数据,本系统选用了一块16×2字符型液晶 显示屏。液晶屏的驱动电路简单易懂,且具有较低的功耗。
3、按键电路
为了便于用户对温湿度检测系统的参数进行设置,本系统加入了一个按键电 路。用户可以通过按键对系统的采样间隔、数据上传频率等参数进行设置。
4、串口通信电路
图1主程序流程图
2.温湿度采集模块
温湿度采集模块主要负责通过DHT11传感器采集环境中的温湿度数据。该模 块首先对DHT11传感器进行初始化,然后通过单总线接口接收传感器输出的温湿 度数据,最后对数据进行处理并存储。
3、液晶显示模块
液晶显示模块主要负责将温湿度数据显示在液晶屏上。该模块首先对液晶屏 进行初始化,然后根据主程序传递过来的温湿度数据,控制液晶屏的字符输出。
三、软件设计
本系统的软件设计主要分为以下几个步骤:
1、系统初始化:在系统上电后,首先进行各模块的初始化操作,包括DHT11 传感器、AT89C51单片机、nRF24L01无线通信芯片等。
基于51单片机的温度检测设计
系统整体框图液晶显示液晶显示器是一种显示器件,具有小体积、轻重量、低功耗等特色。
由于其功耗低、显示的信息量大(例如,文本,图形,曲线等)、无电磁辐射、使用寿命长,它已被广泛应用在便携式电子产品。
本次设计选取的不带中文字库的1602小液晶,在市面上,主要存在这么几种液晶,不带中文字库的1602小液晶,带中文字库的12864大液晶、TFT彩屏显示,根据本次设计的需求,最终选取了不带中文字库的1602小液晶。
液晶引脚说明引脚1:接地引脚VSS。
引脚2:接5V电源引脚VDD。
引脚3:VL为1602液晶显示器对比度调整的引脚,对比度的强弱由VL脚的电压决定,电压调整可以通过一个10k的电位器来选择不同的分压。
引脚4:RS是1602液晶寄存器选择控制脚,当为高时选择数据寄存器,为低时选择指令寄存器。
引脚5:R / W是1602液晶寄存器的读和写信号择控制脚,当为高时选择读操作,为低时选择写操作。
其中RS与R/W的关系决定了当时状态,例如两端共同为0时能够写入命令或者显示其地址,当两端同为1时可以读忙碌信号,当RS为1,R/W为0时能够将数据录入。
引脚6:使能端EN,当EN端由1至0时,液晶模块中的命令将开始被执行。
引脚7至引脚14:D0-D7为8位双向数据传输线。
引脚15:背光电源正极。
引脚16:背光电源负极。
温度采集电路本次设计温度采集传感器采用的是DS18B20传感器,DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire,即单总线器件,具有线路简单、体积小的特点。
因此用它来组成一个测温系统,线路简单,在一根通信线上,可以挂很多这样的数字温度计,十分方便。
DS18B20是美国DALLAS公司新推出的一种可组网数字式温度传感器,与DS1820相似,DS18B20也能够直接读取被测物体的温度值。
但是与DS1820相比,DS18B20的功能更强大些。
它体积小,电压适用范围宽(3~5V),用户还可以通过编程实现9~12位的温度读数,即具有可调的温度分辨率,因此它的实用性和可靠性比同类产品更高。
基于51单片机的温控系统设计
基于51单片机的温控系统设计1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下几个方面:温控系统是一种广泛应用于各个领域的实时温度控制系统。
随着科技的发展和人们对生活质量的要求提高,温控系统在工业、家居、医疗、农业等领域得到了广泛应用。
温度作为一个重要的物理量,对于许多过程和设备的稳定运行至关重要。
因此,设计一种高效可靠的温控系统对于提高工作效率和产品质量具有重要意义。
本文将基于51单片机设计一个温控系统,通过对系统的整体结构和工作原理的介绍,可以深入了解温控系统在实际应用中的工作机制。
以及本文重点研究的51单片机在温控系统中的应用。
首先,本文将介绍温控系统的原理。
温控系统的核心是温度传感器、控制器和执行器三部分组成。
温度传感器用于实时检测环境温度,通过控制器对温度数据进行处理,并通过执行器对环境温度进行调节。
本文将详细介绍这三个组成部分的工作原理及其在温控系统中的作用。
其次,本文将重点介绍51单片机在温控系统中的应用。
51单片机作为一种经典的微控制器,具有体积小、功耗低、性能稳定等优点,广泛应用于各种嵌入式应用中。
本文将分析51单片机的特点,并介绍其在温控系统中的具体应用,包括温度传感器的数据采集、控制器的数据处理以及执行器的控制等方面。
最后,本文将对设计的可行性进行分析,并总结本文的研究结果。
通过对温控系统的设计和实现,将验证51单片机在温控系统中的应用效果,并对未来的研究方向和发展趋势进行展望。
通过本文的研究,可以为温控系统的设计与应用提供一定的参考和指导,同时也为利用51单片机进行嵌入式系统设计的工程师和研究人员提供一定的技术支持。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包含以下内容:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构和各个部分的内容。
本篇文章基于51单片机的温控系统设计,总共分为引言、正文和结论三部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。
首先,概述部分介绍了本文的主题,即基于51单片机的温控系统设计。
基于51单片机的多路温度检测系统毕业设计论文
论文题目:基于MCS51的多路温度检测终端设计与实现专业:电子与信息工程学生:张泽鑫签名:指导教师:倪云峰签名:摘要温度是工业生产过程中保证产品质量的重要可控参数。
因此,在工农业生产和科学研究中温度的检测与控制在现代经济与社会中越来越受到重视。
传统的监测方法都是单点测量,同时有温度传递不及时、精度不够的缺点,不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定,因此多路温度检测终端的设计成了一项重要的研究课题。
本文设计了一种基于单片机的具有多路采集通道的高精度的数字温度检测系统。
硬件上,CPU采用STC89C52为主控芯片,配置DS18B20温度传感器作为信号采集装置,利用LCD1602对四路采集的温度信号进行显示。
软件上运用C语言的编程,用protues仿真和硬件电路的设计,实现了实时温度检测,并能够方便设置温度上下限,实现报警功能,另外还配备了单片机与PC机的通信功能。
文中,终了进行了测试与实验,实验达到了预期的结果。
【关键词】温度测量;单总线;数字温度传感器;单片机【论文类型】设计型Title:The Terminal design and implementation of multi-channel temperature detection based on MCS-51Major:Electronic information engineeringName:Zhang Zexin Signature:Supervisor:Ni Yunfeng Signature:ABSTRACTDuring the industry production process, the temperature is the important parameter of ensuring the quality of the products. Therefore, the detection and control of temperature in industrial and agricultural production and scientific research have playing a more and more important role. Traditional monitoring methods are single point measurement, meanwhile the temperature transfer is not timely and accurate enough .These are not conducive to industrial control according to the temperature change in a timely decision. So it has become an important research topic in the design of multi-channel temperature detection terminal.This paper has designed a multi-channel acquisition channel digital high precision temperature detection system based on single chip microcomputer.On the aspect of hardware, the STC89c52 is used as the main control chip. It equipped with the DS18B20 temperature sensor, which acts as signal acquisition device. The temperature signal of four way's acquisitions are displayed by the LCD1602.On the aspect of software, C-programming language used by Protues simulation and hardware circuit design to achieve a real-time temperature detection. There is a ability to easily set the temperature limit, and the alarm function. Meanwhile it can also communicate with the PC.In this paper, the result of tested has achieved the goal as expected.【Key words】temperature measure;single bus;digital thermometer;single chip processor 【Type of Thesis】Design mode目录1 基础理论............................................................................................................................. - 1 -1.1 概述.......................................................................................................................... - 1 -2.1 单总线简介.............................................................................................................. - 3 -2.1.1 概述............................................................................................................... - 3 -2.1.2单总线的工作原理........................................................................................ - 3 -2.1.3 单总线器件信号传递方式........................................................................... - 4 -1.3 MCS51单片机 ......................................................................................................... - 7 -1.3.1 MCS51单片机概述 ...................................................................................... - 7 -1.3.2 MCS-51单片机的结构 ................................................................................. - 7 -1.3.3 指令系统....................................................................................................... - 9 -1.3.4 中断............................................................................................................. - 10 -1.3.5定时器.......................................................................................................... - 10 -2 硬件设计方案....................................................................................................................- 11 -2.1系统综述..................................................................................................................- 11 -2.2 温度采集与测量系统............................................................................................ - 12 -2.2.1 DS18B20的特性 ......................................................................................... - 12 -2.1.2 DS18B20引脚排列 ..................................................................................... - 13 -2.2.3 DS18B20 的硬件结构 ................................................................................ - 13 -2.2.4 DS18B20的供电方式 ................................................................................. - 14 -2.2.5 DS18B20的ROM指令.............................................................................. - 16 -2.2.6 DS18B20的测温原理 ................................................................................. - 18 -2.3 显示系统................................................................................................................ - 19 -2.3.1 LCM1602显示模块 .................................................................................... - 19 -2.2.3 LCM1602管脚分布 .................................................................................... - 20 -2.4 报警系统及输入设备............................................................................................ - 21 -2.5 最小系统外围电路................................................................................................ - 22 -2.5.1 PC机与单片机的串行通信接口电路........................................................ - 22 -2.5.2 晶振电路以及复位电路............................................................................. - 22 -3 软件系统的设计............................................................................................................... - 24 -3.1 主程序.................................................................................................................... - 24 -3. 2 DS18B20 相关程序 .............................................................................................. - 25 -3.2.1 查询DS18B20的ROM ............................................................................. - 26 -3.2.2 DS18B20 初始化程序 ................................................................................ - 27 -3.2.3 温度采集..................................................................................................... - 27 -3.3 LCM1602 相关程序 .............................................................................................. - 29 -3.3.1 LCM1602 初始化程序 ....................................................................................... - 29 -3.3.2 显示子程序......................................................................................................... - 31 -3.4 报警系统和键盘输入系统相关程序.................................................................... - 32 -3.4.1 报警系统..................................................................................................... - 32 -3.4.2 键盘输入..................................................................................................... - 32 -4 实验结果总结................................................................................................................... - 34 -5总结与展望........................................................................................................................ - 37 -5.1 总结........................................................................................................................ - 37 -5.2 展望........................................................................................................................ - 37 -致谢....................................................................................................................................... - 39 -参考文献............................................................................................................................... - 40 -1 基础理论1.1 概述温度是表征物体冷热程度的物理量,是工业生产和科学实验中一个非常重要的参数。
基于51单片机的温度控制系统设计与实现
基于51单片机的温度控制系统设计与实现一、本文概述本文旨在探讨基于51单片机的温度控制系统的设计与实现。
随着科技的快速发展,温度控制在各个领域都扮演着至关重要的角色,如工业生产、家庭生活、医疗设施等。
传统的温度控制系统大多依赖于复杂的硬件设备和昂贵的软件平台,而基于51单片机的温度控制系统则以其低成本、高性能和易于实现等优点,逐渐受到广大工程师和研究者的青睐。
本文将首先介绍51单片机的基本原理和特点,为后续的设计和实现奠定理论基础。
接着,我们将详细阐述温度控制系统的总体设计方案,包括硬件选择和软件设计思路。
在此基础上,我们将重点讨论如何实现温度采集、处理和控制的功能,包括传感器的选择、信号调理、A/D 转换、控制算法的实现等。
本文还将探讨温度控制系统的稳定性、可靠性和实时性等问题,并提出相应的优化措施。
通过实际应用的案例,我们将展示基于51单片机的温度控制系统在实际工作中的表现,并评估其性能。
本文将对基于51单片机的温度控制系统的设计和实现进行总结,并提出未来改进和发展的方向。
我们希望通过本文的探讨,能够为相关领域的研究者和工程师提供一些有益的参考和启示。
二、51单片机基础知识51单片机,又称8051微控制器,是由Intel公司在1980年代初推出的一款8位单片机。
由于其结构简单、功能完善、可靠性高且价格适中,51单片机在嵌入式系统领域一直占据重要地位。
尽管现在市面上已经出现了许多性能更强、功能更丰富的单片机,但51单片机由于其广泛的应用基础和良好的教学价值,仍然是许多初学者和工程师的首选。
51单片机的核心结构包括中央处理器(CPU)、4KB的ROM(只读存储器)、128B的RAM(随机存取存储器)、两个16位的定时器/计数器、四个8位的并行I/O口、一个全双工串行通信口以及一个中断控制系统。
它还具有一个5向量的两级中断结构,能够实现简单的中断处理。
51单片机采用冯·诺依曼结构,即指令和数据都存储在同一个存储器中,通过指令操作码的不同来实现不同的功能。
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现代测控技术课程设计项目名称: 无线温度检测系统设计****: ***学生学号: **********学生专业: 测控技术与仪器学生班级: 02****: ***学生成绩:武汉工程大学制2022年4月27日目录摘要 (3)Abstract (4)第一章绪论 (5)1.1 设计背景与意义 (5)1.2 设计目的及应用 (5)1.3 设计内容及要求 (5)第二章系统方案论证与选择 (6)2.1 系统总体方案描述 (6)2.2 系统总体框图 (6)2.3 系统硬件构成 (6)第三章系统硬件主要单元设计 (7)3.1 主控制模块 (7)3.2 数据显示模块 (9)3.3 信号采集模块 (9)3.4 无线收发模块 (10)第四章系统软件设计 (11)4.1 程序设计思路 (11)4.2 程序设计框图 (12)第五章系统硬件调试结果图 .........................,,,,,,,,. (15)5.1 系统仿真 (15)5.2 系统硬件调试 (15)5.3 调试结果 (16)第六章心得体会及总结 (16)参考文献 (17)附录一:原理图 (17)附录:源程序代码 (18)摘要随着时代的进步和发展,单片机和传感器技术已经普及到我们生活,工作等各个领域。
新型DS18B20温度传感器摆脱了传统的以热敏电阻为传感器的温度测量方法,而改为一种全新的,以数字温度传感器作感温元件的数字式温度计,解决了传统的温度检测可靠性差,测量温度准确率低的缺点,它以单总线的连接方式,使电路大大的简化。
DS18B20传感器利用单片机进行控制,简单而且易于智能化控制。
设计中还加入了nRF905无线收发模块,可以实现一定距离的温度数据传输,使得设计模块可以进行远距离的检测和控制。
此次设计根据具体实验制作,给出了系统实现的硬件原理图及软件流程图。
该设计模块测量精度高、扩展方便,具有一定的参考价值。
设计布线简单,结构紧凑,体积小,扩展方便,可在一定距离进行无线检测,在大型仓库,工厂,智能化建筑等领域的温度检测中有广阔的应用前景。
关键词:DS18B20 STC89C52 nRF905无线收发模块AbstractWith the progress of The Times and development, SCM and sensor technology has spread to we live, work, and other fields. New temperature sensor DS18B20 from the traditional to thermal resistor sensor for temperature measurement, and instead of a completely new kind of to digital temperature sensors for temperature of components of the digital thermometer, solve the traditional temperature detection poor reliability, low temperature measurement accuracy of weakness, it with single bus connections, the circuit greatly simplified. The sensor DS18B20 using single chip computer control, simple and easy to intelligent control. Design also joined the nRF905 wireless transceiver module, can achieve certain distance of the temperature data transmission, make design module can be for long in the detection and control.This design according to the specific experimental production, gives the principle diagram of the system hardware and software flow chart. This design module measurement precision, expansion easier, to have the certain reference value. Design wiring simple, compact structure, small volume, convenient expansion in a certain distance wireless detection, in a large warehouse, factory, intelligent building and other areas of temperature in detecting have broad application prospects.Keywords: DS18B20 STC89C52 nRF905 wireless transceiver module第一章绪论1.1研究背景与意义随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高,现如今自动化、信息化程度越来越高,单片机和传感器的应用领域越来越广。
各种方便于生活的自动控制系统进入了人们的生活。
单片机和传感器在自动控制中的应用越来越广泛,它实用性强,使用方便,技术先进,它们的广泛应用是科技进步的标志。
现实中温度控制不适当导致的发霉,腐烂问题是仓库日常工作急需解决的问题,是衡量仓库管理质量的重要指标。
它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。
为保持日常工作的顺利进行,首要任务是加强仓库的温度检测。
同时专门的安排人员去定期去仓库测量温度也非常麻烦,因此设计一种自动检测和显示温度,并且能够进行较远距离的无限传输的温度控制设备很有必要。
1.2 研究目的及应用温度的检测与控制是工业生产过程中应用比较广泛的课题,随着传感器在生产和生活中更加广泛的应用,利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的单点和多点的测试与控制得到很快开发。
但就目前情况看,很少有人对仓库进行自动化检测和管理,大多数的仓库在管理过程中依然是使用传统的工作方法,利用温度计等简单检测工具人工检测仓库温湿度。
这种方法不仅费时、费力,而且效率低下。
市场需要普及一种简单、实用、易操作并且可以进行无线传输的温度检测设备。
1.3 设计内容及要求本文着重阐述以单片机控制,温度传感器DS18B20对温度的数据采集和处理,NRF905无线发送和接收模块的应用,4位共阳极数码管对温度传感器处理后的温度进行显示,实现一定距离上的定点温度自动检测和发送接收。
第二章系统方案论证与选择2.1 系统总体方案描述系统设计分为2个部分,第一个部分实现温度的检测、显示和发送,第二个部分为数据的接收和显示。
第一个设计模块中,利用单片机STC89C52控制温度传感器DS18B20定点检测和处理温度数据,单片机将采集的温度数据发送给单片机,再通过单片机控制,对接收到的温度数据进行一定的转换和处理,然后存放在寄存器中,等待下一步处理,再经过无线发送模块nRF905将显示的数据打包发送给第二个模块。
第二个设计模块中,同样利用STC89C52单片机作为控制主体,先控制nRF905无线接收模块接收第一个模块发送的数据,然后控制4位共阳极数码管显示接收到的数据。
则完成整个设计流程。
2.2 系统总体框图系统的设计框图如图1所示:第一模块第二模块2.3 系统硬件构成系统硬件方面主要由单片机最小系统,温度传感器DS18B20,4位共阳极数码管,还有nRF905无线收发模块组成,目的在于实现温度的准确检测和无线收发所检测的温度数据。
第三章系统硬件电路设计3.1 单片机最小系统设计单片机最小系统的设计主要有五个部分组成,电源电路,复位电路,晶振电路,串口电路和控制主体的STC89C52单片机。
电源电路由一个六脚的按键开关,一个1K的电阻,一个10uF的极性电容和一个显示电路供电状态的发光二极管组成。
开关为了适应各种情况下能够方便供电,开关外接有一个USB接口和一个DC-5V的标准电源接口作为供电设备使用。
除此之外还设计了一个外接电源接口。
电源电路如图2所示。
图2 电源电路复位电路组成很简单,仅仅有4个小器件构成,一个是作为复位控制的四脚按键,一个10uF的极性电容,还有两个电阻,阻值分别为1K和10K。
电路与单片机的RST端口连接,电路上电后,按下按键控制系统复位。
具体电路如图3所示:图3 复位电路晶振电路更为简单,只有3个器件,一个11.0592Hz的晶振外加二个30PF的普通电容组成,晶振两端分别与单片机的XTAL1和XTAL2口相接。
电路如图4所示:图4 晶振电路串口电路主要利用MAX232来实现,MAX232是美信公司设计的一款单电源电平转换芯片,在本次设计中的使用的方法是在MAX232的1和3管脚之间,4和5管脚之间,2和16管脚之间,6和15管脚之间,还有16和16管脚之间全部加上一个0.1uF的电容,7和8管脚作为串口输入端,外接一个标准9孔串口母头,9和10管脚作为输出,分别与单片机的P3.0和P3.1连接。
这样就构成了与单片机连接,可以进行串口通信的串口电路。
具体电路图5所示:图5 串口电路单片机最小系统的主体部分使用的是STC89C52单片机,它是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能的CMOS 8位单片机,片内寄存器可反复擦洗,含有32个可编程双向I/O口,3个16位定时/计数器,共8个中断源。
需要指出且注意的是,单片机在系统设计时,管脚EA要始终接高电平。
因为EA接高电平时,单片机读取内部程序存储器。
当扩展有外部ROM时,读取完内部ROM后自动读取外部ROM,EA接低电平时,单片机直接读取外部ROM。
而设计中使用的STC89C52是有内部ROM的,所以此引脚始终接高电平。
一般在设计单片机最小系统时,大多会加上流水灯和独立键盘的设计,但是在我的毕业设计中把这些部分作了改进。
考虑到流水灯和独立键盘这些设计如果完整的加入就会造成一定的浪费,而且由于学校实验室的条件有限,PCB板的刻录存在很多问题,因此这些设备会大大增加硬件调试过程的难度,费时费力。
同时,在设计单片机最小系统时,考虑到不加入这些设备的话,以后又有可能需要用到。