基于DS18B20多点无线温度采集系统设计
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图 ２ 时 钟 电 路 和复 位 电 路 图
２ 。 ２ 显示 电路
如图３ 为无线温度采集系统显示电路 ， 分为数码管显示电路和１ ２ ８ ６ ４ 液晶显示电路． 基于它们各 自的
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５ ６・
宁德 师范学院学报（ 自然科学版）
２ 系统 硬 件 电路 设 计
２ ． １ 主 控 电路 、 一 一 Ｉ Ｉ ｆ 】 ～ 收发 两端 所采 用 的 主控 电路 相 同 ， 如 图２ 所示 ， 其 中以Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单 片机 为 核心 ， 包 含两 个 基 本 电路 ：
中图 分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ３ １ ． ２ 文 献 标 识码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ ． ２ ４ ８ １ （ ２ ０ １ ３ 】 ０ １ ． ０ ０ ５ ５ ． ０ ５
１ 系统总体设计 方案及实现方框 图
多点无 线温 度采 集 系统 是在 需要对 温度监 控和测 量 的地方放 置无线 温度采 集器 ， 然后 由监 控 中心 通 过软 件对 无 线采 集器 进 行 控 制 的 温度 检测 装置 ． 本 系统 由Ｓ Ｔ ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单 片 机 主控 制 电路 、 温 度 采集 电路 、 发 射 电路 、 接 收 电路 、 显 示 电路 组成 ． 主要功 能 ： 可实 现 多点 温度 测量 并通 过数码 管显 示 和发 射数 据 ； 接 收
优 越性 ， 将 温 度采 集 部 分 的显示 电路 用数 码 管作 为显 示器 ， 将 温度 接 收部 分 的显示 电路 用 １ ２ ８ ６ ４ 液 晶作 为显示器 ． 其 中， Ｌ Ｅ Ｄ 数码 显示 管有 静态 显示 方式 和动态 显示 方式 两种 ， 本 系统采 用 串行 输 出的静 态 显示 方式［ ３ １ ． 利用４ 片 串转 并芯 片７ ４ ＨＣ ５ ７ ３ 将 控 制器 输 出的 串行 数据 转换 成并 行数 据输 出 ， 用 来 驱动 ４ 位Ｌ Ｅ Ｄ 数 码 显示 管 显 示 数据 ． １ ２ ８ ６ ４ 液 晶 由５ Ｖ电压 驱 动 ， 带 背光 ， 内置 ８ １ ９ ２ 个１ ６ 乘１ ６ 点阵 、 １ ２ ８ 个字符及６ ４ 乘２ ５ ６ 点
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基于ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０ 多点无线温度采集系统设计
孔 庆 光
（ 宁 德 师 范学 院 物理 与 电气 工 程 系 ，福 建 宁德 ３ ５ ２ １ ０ ０ ）
摘要 ：介绍一种基于射频技术无线温度检测装 置 ， 主要 由若 干无线温度采集器和监控 中心组成 ． 无线 温度 采集系统 ， 利用数字传感 器Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 多点采集 温度 ， 通过射频 收发器Ｎ Ｒ Ｆ ９ ０ ５ 将数据发送 到接收端 ， 实现 了对 现 场环境的不问断温度测量与监控 ， 通过监控中心可 以直观看到温度 实时变化 ， 做到足不出户即可 了解各被测点 的温度． 此 系统代替过去 由人工来完成 的温度数据采集 ， 从而能有效 的监控监测点 的温度 ． 该系统最大传送距离 可达 １ ０ ０ Ｏ ｅ； ｒ 所采集 的温度精 度为０ ． ５ ℃； 稳定性强． 具有多点采集 ， 传输距离远 ， 精准度高 ， 使用方便 ， 应用范 围广 等特点． 关键词 ：无 线 ； 射频收发器 ； 采集 ； 多点 ； 实时
时钟 电路 和 复位 电路 ．
单片机的时钟信号通常有两种产生方式 ： 内部时钟方式和外部时钟方式． 内部时钟方式是利用单片 机 内部的振荡 电路产生时钟信号 ． 夕 ｝ 、 部 时钟方式是把外部已有 的时钟信号引入到单 片机内． 本系统采用 内部时钟方式【 ｌ 】 ． 如图， 在单片机的Ｘ Ｔ Ａ Ｌ １ 和ｘ Ｔ Ａ Ｌ ２ 引脚外接晶振 ， 作为单片机 内部振荡 电路的负载 ， 构成 自激 振荡 器 ， 可 在单 片机 内部 产 生时钟 脉 冲信号 ． Ｃ １ １ 和Ｃ ２ ２ 可 以稳 定 振荡 频率 ， 并 快 速起 振 ． 本 电路选 用
晶振 １ １ ． ０ ５ ９ ２ ＭＨ ｚ ， Ｃ １ １ 、 Ｃ ２ ２ 为３ ０ Ｐ Ｆ ．
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复位 电路 是使 单 片机 处 于某 种确定 的初始 状 态 ． 单 片机 工作从 复位开 始 ， 单 片机 Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ ￣ Ｊ Ｉ 脚 加 入 高 电平并 保持 ２ 个 机 器周 期 以上 ， 就执 行复 位操 作【 １ ］ ． 复位操 作有两 种 基本方 式 ： 一种 是上 电复 位 ， 另一 种 是 上 电与按 键 均有 效 的复 位 ． 图 中采用 后一 种 复位 电路． 当Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ 获 得高 电平 ， 随着 电容 Ｃ ５ 的充 电 ， Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ 引脚 的高 电平将 逐渐 下 降． 若 该高 电平 能够保 持２ 个 机器周 期 以上 ， 就可 以实 现复位 操作 ．
第２ ５卷 第 １ 期
２ ０ １ ３ 年 ２月
宁德 师 范学 院学 报 ｆ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
温度数据 ， 并处理 ， 通过 １ ２ ８ ６ ４ 液晶显示 ； 当采集的温度超过系统设置 的温度范 围时， 发生报警 ， 进行声光 提示 ． 系统 的方框 图如 图 １ 所示 ．
图 １ 温度采集 系统 总体框 图
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ５ — ２ ６
通讯作者 ： 孔庆光 （ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 助理实验师． Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ：ｋ ｑ ｇ １ ７ ９ ９ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
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ｐ ３ ０ 限 ＸＤ
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图 ２ 时 钟 电 路 和复 位 电 路 图
２ 。 ２ 显示 电路
如图３ 为无线温度采集系统显示电路 ， 分为数码管显示电路和１ ２ ８ ６ ４ 液晶显示电路． 基于它们各 自的
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宁德 师范学院学报（ 自然科学版）
２ 系统 硬 件 电路 设 计
２ ． １ 主 控 电路 、 一 一 Ｉ Ｉ ｆ 】 ～ 收发 两端 所采 用 的 主控 电路 相 同 ， 如 图２ 所示 ， 其 中以Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单 片机 为 核心 ， 包 含两 个 基 本 电路 ：
中图 分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ３ １ ． ２ 文 献 标 识码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ ． ２ ４ ８ １ （ ２ ０ １ ３ 】 ０ １ ． ０ ０ ５ ５ ． ０ ５
１ 系统总体设计 方案及实现方框 图
多点无 线温 度采 集 系统 是在 需要对 温度监 控和测 量 的地方放 置无线 温度采 集器 ， 然后 由监 控 中心 通 过软 件对 无 线采 集器 进 行 控 制 的 温度 检测 装置 ． 本 系统 由Ｓ Ｔ ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单 片 机 主控 制 电路 、 温 度 采集 电路 、 发 射 电路 、 接 收 电路 、 显 示 电路 组成 ． 主要功 能 ： 可实 现 多点 温度 测量 并通 过数码 管显 示 和发 射数 据 ； 接 收
优 越性 ， 将 温 度采 集 部 分 的显示 电路 用数 码 管作 为显 示器 ， 将 温度 接 收部 分 的显示 电路 用 １ ２ ８ ６ ４ 液 晶作 为显示器 ． 其 中， Ｌ Ｅ Ｄ 数码 显示 管有 静态 显示 方式 和动态 显示 方式 两种 ， 本 系统采 用 串行 输 出的静 态 显示 方式［ ３ １ ． 利用４ 片 串转 并芯 片７ ４ ＨＣ ５ ７ ３ 将 控 制器 输 出的 串行 数据 转换 成并 行数 据输 出 ， 用 来 驱动 ４ 位Ｌ Ｅ Ｄ 数 码 显示 管 显 示 数据 ． １ ２ ８ ６ ４ 液 晶 由５ Ｖ电压 驱 动 ， 带 背光 ， 内置 ８ １ ９ ２ 个１ ６ 乘１ ６ 点阵 、 １ ２ ８ 个字符及６ ４ 乘２ ５ ６ 点
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孔 庆 光
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摘要 ：介绍一种基于射频技术无线温度检测装 置 ， 主要 由若 干无线温度采集器和监控 中心组成 ． 无线 温度 采集系统 ， 利用数字传感 器Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 多点采集 温度 ， 通过射频 收发器Ｎ Ｒ Ｆ ９ ０ ５ 将数据发送 到接收端 ， 实现 了对 现 场环境的不问断温度测量与监控 ， 通过监控中心可 以直观看到温度 实时变化 ， 做到足不出户即可 了解各被测点 的温度． 此 系统代替过去 由人工来完成 的温度数据采集 ， 从而能有效 的监控监测点 的温度 ． 该系统最大传送距离 可达 １ ０ ０ Ｏ ｅ； ｒ 所采集 的温度精 度为０ ． ５ ℃； 稳定性强． 具有多点采集 ， 传输距离远 ， 精准度高 ， 使用方便 ， 应用范 围广 等特点． 关键词 ：无 线 ； 射频收发器 ； 采集 ； 多点 ； 实时
时钟 电路 和 复位 电路 ．
单片机的时钟信号通常有两种产生方式 ： 内部时钟方式和外部时钟方式． 内部时钟方式是利用单片 机 内部的振荡 电路产生时钟信号 ． 夕 ｝ 、 部 时钟方式是把外部已有 的时钟信号引入到单 片机内． 本系统采用 内部时钟方式【 ｌ 】 ． 如图， 在单片机的Ｘ Ｔ Ａ Ｌ １ 和ｘ Ｔ Ａ Ｌ ２ 引脚外接晶振 ， 作为单片机 内部振荡 电路的负载 ， 构成 自激 振荡 器 ， 可 在单 片机 内部 产 生时钟 脉 冲信号 ． Ｃ １ １ 和Ｃ ２ ２ 可 以稳 定 振荡 频率 ， 并 快 速起 振 ． 本 电路选 用
晶振 １ １ ． ０ ５ ９ ２ ＭＨ ｚ ， Ｃ １ １ 、 Ｃ ２ ２ 为３ ０ Ｐ Ｆ ．
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复位 电路 是使 单 片机 处 于某 种确定 的初始 状 态 ． 单 片机 工作从 复位开 始 ， 单 片机 Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ ￣ Ｊ Ｉ 脚 加 入 高 电平并 保持 ２ 个 机 器周 期 以上 ， 就执 行复 位操 作【 １ ］ ． 复位操 作有两 种 基本方 式 ： 一种 是上 电复 位 ， 另一 种 是 上 电与按 键 均有 效 的复 位 ． 图 中采用 后一 种 复位 电路． 当Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ 获 得高 电平 ， 随着 电容 Ｃ ５ 的充 电 ， Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ 引脚 的高 电平将 逐渐 下 降． 若 该高 电平 能够保 持２ 个 机器周 期 以上 ， 就可 以实 现复位 操作 ．
第２ ５卷 第 １ 期
２ ０ １ ３ 年 ２月
宁德 师 范学 院学 报 ｆ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
温度数据 ， 并处理 ， 通过 １ ２ ８ ６ ４ 液晶显示 ； 当采集的温度超过系统设置 的温度范 围时， 发生报警 ， 进行声光 提示 ． 系统 的方框 图如 图 １ 所示 ．
图 １ 温度采集 系统 总体框 图
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ５ — ２ ６
通讯作者 ： 孔庆光 （ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 助理实验师． Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ：ｋ ｑ ｇ １ ７ ９ ９ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ