P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流 4.2 DS18B20温度传感器简介 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数 字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达 0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3 根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。 DS18B20的内部结构主要由4部分组成：64 位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GND为电源 地；VDD为外接供电电源输入端。 ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码 11 / 34 样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 图1DS18B20的管脚图 DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。例 如＋125℃的数字输出为07D0H，＋25.0625℃的数字输出为0191H，－25.0625℃的数字输出为FF6FH，－55℃的数字输出为 FC90H。 高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。 R1、R0决定温度转换的精度位数：R1R0=“00”，9位精度，最大转换时间为93.75ms； R1R0=“01”，10位精度，最大转换时间为 187.5ms；R1R0=“10”，11位精度，最大转换时间为375ms；R1R0=“11”，12位精度，最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度。 高速暂存器是一个9字节的存储器。开始两个字节包含被测温度的数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝，每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用，表现为全逻辑1；第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。 4.3 PTR2000模块介绍 无线数据收发模块ptr2000采用抗干扰能力较强的FSK调制/解调方式，其工作频率稳定可靠，外围元件少、功耗极低且便于设计生产，这些有一些特性使得PTR2000非常适用于便携机手持产品。可广泛用于遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集、无线标签等系统 。 12 / 34 无线数据传输模块的关键器件是无线收发芯片。以下是几点选择芯片或者模块的选择标准。 收发芯片数据传输的编码方式 采用曼彻斯特编码的芯片，在编程上会需要较高的技巧和经验，需要更多的内存和程序容量，并且曼彻斯特编码大大降低数据传输的效率，一般仅能达到标称速率的1/3。而采用串口传输的芯片，如NRF401系列的芯片，应用及编程非常简单，传输速率很高，标称速率就是实际速率，因为串口的编程相对简单，编程开发工作也很方便。 收发芯片的分装和管脚数 较小的管脚以及分装，有利于较少PCB面积，适合测控的设计。NRF401仅20脚，是管脚和体积最小的。同时NRF401还具有以下特点：工作频率为国际通用的数据频段433MHZ；采用FSK调制，直接数据输入输出，抗干扰能力强，特别适用工业控制场合，采用DSS+PLL频率合成技术，频率稳定性极好，灵敏度高达-105dBm；功耗小接受待机状态时，电流仅为8UA，最大发射功率为10dBm，低工作电压<2.7V）可满足低功耗设备的要求，具有多个频道，可方便的切换工作频率特别适用于需要多信道工作的场合，工作速率最高可达20kbit/s，仅外接一个好、晶振和几个阻容、电感元件，基本无需调试，由于采用了低发射功率、高接收灵敏度的设计，适用距离最远可达1000M。内部电路图如下： 4.4 MAX813芯片介绍 看门狗电路在单片机中以加电、掉电以及供电电压下降情况下的复位输出，复位脉冲宽度典型值为200 ms。 13 / 34 独立的看门狗输出，如果看门狗输入在1．6 s内未被触发，其输出将变为高电平， 1.25 V门限值检测器，用于电源故障报警、电池低电压检测或＋5 V以外的电源监控，低电平有效的手动复位输入。 各引脚功能及工作原理 1、手动复位输入端< ）当该端输入低电平保持140 ms以上，MAX813 就输出复位信号.该输入端的最小输入脉宽要求可以有效地消除开关的抖动。 2、工作电源端 4、电源故障输入端 >电源正常时，保持高电平，电源电压变低或掉电 时，输出由高电平变为低电平。 6、看门狗信号输入端 7、复位信号输出端 ）。正常工作时输出保持高电平，看门狗输 出时，该端输出信号由高电平变为低电平。 芯片管脚图如下： 14 / 34 4.5 MAX7219芯片介绍 MAX7219是Maxim公司推出的8位LED串行显示驱动器，它采用3线串口传送数据，占用资源少且硬件简单，只需一个外部电阻即可方便地调节LED的亮度；可灵活地选择显示器的个数( 1～8个, 级联可成倍增加>；可进行译码或不译码显示；内含硬件动态扫描控制，可设置低功耗停机方式。 引脚功能和工作原理 MAX7219采用24脚双列直插式封装，其引脚如图3所示。SEGA～SEGG和DP分别为LED七段驱动器线和小数点线，供给显示器源电流；DIG0～DIG7为8位数字驱动线，输出位选信号，从每位LED共阴极吸入电流。 图3 MAX7219 引脚功能 DIN是串行数据输入端。在CLK 的上升沿，一位数据被加载到内部16位移位寄存器中，CLK最高频率可达10MHz，由DIN端移入到内部寄存器中；LOAD用在LOAD的上升沿，16位串行数据被锁存到数据或控制寄存器中，LOAD必须在第16个时钟上升沿的同时或之后、在下一个时钟上升沿之前变高, 否则数据将被丢失。每组数据为16 位二进制数据包。其中D15～D12位不用，D11～D8位为内部5个控制寄存器和8个LED显示数据寄存器的地址，D7～D0位为5个 15 / 34
基于单片机的无线多路温度数据采集系统设计()
