基于51单片机系统的温度检测与无线收发设计概要

现代测控技术课程设计武汉工程大学制2020年3月12日项目名称:无线温度检测系统设计学生姓名:李俊达学生学号:0904010209学生专业:测控技术与仪器学生班级:02指导老师:李国平学生成绩:目录摘要.....................................................................3Abstract.................................................................4第一章绪论...........................................................51.1设计背景与意义......................................................51.2设计目的及应用......................................................51.3设计内容及要求.....................................................5第二章系统方案论证与选择..............................................62.1系统总体方案描述..................................................62.2系统总体框图........................................................62.3系统硬件构成........................................................6第三章系统硬件主要单元设计.............................................73.1主控制模块..........................................................73.2数据显示模块........................................................93.3信号采集模块........................................................93.4无线收发模块.......................................................10第四章系统软件设计....................................................114.1程序设计思路.......................................................114.2程序设计框图.......................................................12第五章系统硬件调试结果图.........................,,,,,,,,.............155.1系统仿真............................................................155.2系统硬件调试.......................................................155.3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.........................................................18-3-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：DS18B20STC89C52nRF905无线收发模块-4-AbstractWiththeprogressofTheTimesanddevelopment,SCMandsensortechnologyhasspreadtowelive,work,andotherfields.NewtemperaturesensorDS18B20fromthetraditionaltothermalresistorsensorfortemperaturemeasurement,andinsteadofacompletelynewkindoftodigitaltemperaturesensorsfortemperatureofcomponentsofthedigitalthermometer,solvethetraditionaltemperaturedetectionpoorreliability,lowtemperaturemeasurementaccuracyofweakness,itwithsinglebusconnections,thecircuitgreatlysimplified.ThesensorDS18B20usingsinglechipcomputercontrol,simpleandeasytointelligentcontrol.DesignalsojoinedthenRF905wirelesstransceivermodule,canachievecertaindistanceofthetemperaturedatatransmission,makedesignmodulecanbeforlonginthedetectionandcontrol.Thisdesignaccordingtothespecificexperimentalproduction,givestheprinciplediagramofthesystemhardwareandsoftwareflowchart.Thisdesignmodulemeasurementprecision,expansioneasier,tohavethecertainreferencevalue.Designwiringsimple,compactstructure,smallvolume,convenientexpansioninacertaindistancewirelessdetection,inalargewarehouse,factory,intelligentbuildingandotherareasoftemperatureindetectinghavebroadapplicationprospects.Keywords:DS18B20STC89C52nRF905wirelesstransceivermodule-5-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-6-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：第一模块温度采集温度显示发送温度数据接收温度数据第二模块显示温度数据图1系统框图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DS18B20温度传感器共阳极数码管nRF905无线发送模块nRF905无线接收模块控制控制控制控制共阳极数码管控制单片机STC89C52单片机STC89C52-7-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