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DS18B20

1.4 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

第一章阶段任务：

第一阶段（1天）1、了解课程所给的WIFI模块，并详细研读其说明书

2、复习单片机知识

（2天）1、了解温湿度传感器模块，并设计其硬件模块

2、了解lcd1602显示模块，并设计其硬件模块

（2天）1、设计整合电路：5v转3.3v电路

2、串口通讯电路

第二阶段（4天）1、链接并完成整体电路图的设计，并检查

2、焊接电路并调试。

第三阶段（3天）1、根据设计的硬件模块设计程序

（1）：温湿度传感器模块

（2）：串口通讯模块

（3）：WIFI传输与接收模块

（4）：显示电路模块

（3天）2、将设计好的模块程序烧录到单片机内，调试

第四阶段：2天（2天）写报告

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）

TH TL

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

高8位S S S S S 262524

低8位232221202-12-22-32-4

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

温度（℃）输出的二进制码对应的十六进制码

+125 0000 0111 1101 0000 07D0H

+85 0000 0101 0101 0000 0550H

+25.0625 0000 0001 1001 0001 0191H

+10.125 0000 0000 1010 0010 00A2H

+0.5 0000 0000 0000 1000 0008H

0 0000 0000 0000 0000 0000H

-0.5 1111 1111 1111 1000 FFF8H

-10.125 1111 1111 0110 1110 FF5EH

-25.0625 1111 1110 0110 1111 FF6FH

-55 1111 1100 1001 0000 FC90H

DS18B20有六条控制命令，如表3.3所示：

表3.3 控制命令

指令约定代码操作说明

温度转换44H 启动DS18B20进行温度转换

读暂存器BEH 读暂存器9个字节内容

写暂存器4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节