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基于单片机的无线多路温度数据采集系统设计()

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控制寄存器和8个LED数码管待显示的数据,因为控制寄存器与显示数据寄存器独立编址,所以可以通过程序对每个寄存器进行操作。MAX7219内部有14个可寻址的控制字寄存器。

MAX7219是八位串行共阴LED数码管动态扫描驱动电路,其峰值段电流可达40mA,最高串行扫描速率为10MHz,典型扫描速率为1300Hz,仅使用单片机3个I/O口,即可完成对八位LED数码管的显示控制和驱动, 线路非常简单,控制方便,外围电路仅需一个电阻设定峰值段电流,同时可以通过软件设定其显示亮度;还可以通过级联,完成对多于八位的数码管的控制显示。值得一提的是,当工作于关闭方式时,不仅单片机仍可对其传送数据和修改控制方式,而且芯片耗电仅为150uA。

4.6 1602液晶显示屏介绍

工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符。<16列2行) 注:为了表示的方便 ,后文皆以1表示高电平,0表示第电平。

1.管脚功能

1602采用标准的16脚接口,其中:

第1脚:VSS为电源地第2脚:VDD接5V电源正极第3脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高<对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度)。第4脚:RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。 第5脚:RW为读写信号线,高电平(1>时进行读操作,低电平(0>时进行写操作。

第6脚:E(或EN>端为使能(enable>端。第7~14脚:D0~D7为8位双向数据端。第15~16脚:空脚或背灯电源。15脚背光正极,16脚背光负极。 2.字符集

1602液晶模块内部的字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码

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是01000001B<41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。

第五章 各部分电路设计

5.1 看门狗电路

本设计中看门狗电路主要用到MAX813芯片,及其他外围电路,在设计中看门狗电路的工作原理是:当系统工作正常时,CPU将每隔一定时间输出一个脉冲给看门狗,即“喂狗”,若程序运行出现问题或硬件出现故障时而无法按时“喂狗”时,看门狗电路将迫使系统自动复位而重新运行程序。主要作用是防止程序跑飞或死锁 。看门狗电路其实是一个独立的定时器,有一个定时器控制寄存器,可以设定时间<开狗),到达时间后要置位<喂狗),如果没有的话,就认为是程序跑飞,就会发出RESET指令,当为高电平时,开始复位。功能如下:

本电路巧妙地利用了MAX813的手动复位输入端。只要程序一旦跑飞引起程序“死机”,

端电平由高到低,当

变低超过140 ms,将引起MAX813

引脚变成高

产生一个200 ms的复位脉冲。同时使看门狗定时器清0和使

电平。也可以随时使用手动复位按钮使MAX813产生复位脉冲,由于为产生复位脉冲

端要求低电平至少保持140ms以上,故可以有效地消除开关抖动。

该电路可以实时地监视电源故障<掉电、电压降低等)。图6 中R5未经稳压的直流电源。电源正常时,确保R3的电压高于1.26 V,即保证MAX813的PFI输入端电平高于1.26 V。当电源发生故障,PFI输入端的电平低于1.25 V时,电源故障输出端

电平由高变低,引起单片机

中断,CPU响应

中断,执行相应的中断服务程序,保护数据,断开外部用电电路等。

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5.2 温度采集电路

温度采集部分主要用到八个数字温度传感器DS18B20, 因为支持一线总线接口,可将八个温度传感器串接在一起,接在P1.1口,采用寄生电源方式,将VDD与GND共同接地,同时采用一结型场效应管进行驱动。温度传感器将采集到的信号送到单片机中,信号在单片机种进行处理,存储,通过键盘电路中所按下的按键,数据将在数码管显示屏中显示,这里所用到的数码管为共阴极数码管,共四个,第一个显示温度的符号<+或-)其余三个显示所测温度值,温度范围为<-55℃—125℃),采用MAX7219芯片驱动数码管,通过片选选择数码管的个数,段选选择数码管的八个引脚,这种设计简单且用到的端口较少,一目了然,同时当温度超过此范围,报警电路将会发出警告,提醒人们温度值过大。同时信号也将被送至无线收发模块。电路图如下:

U1U2U3U4U5U6U7U8DS18B20*8123123123123123123123123+5VR810KS71091010S11S8S9S10R410KR510KR610KR710K67GNDGNDVCC9012VCCR20.1KS3S113121514319INT1INT0T1T0EA/VPRESETRDWRX1X2AT89C51C122OuFP20P21P22P23P24P25P26P272122232425262728R81KLS1SPEAKER1234U9MRVCCGNDDF1WD0RETWD1DF08765S2R31K17161918MAX813RXDTXDALE/PPSEN10113029VCC1234567U13TXENDODICSGNDPWRVCCTPR2000C222uFY212MHZC322uF10999IQVDD

GNDIQVDDR910KS6GNDIQVDDGNDR1010KS5IQVDDGNDIQVDDGNDR1110KIQVDDS4GNDIQVDDGNDIQVDDR14.7KGNDVCCVCCQ1VCCU11VCCISETLEDLEDLEDLED12U1012345678P10P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P073938373635343332345CLKDINLOADSEGaSEGbSEGcSEGdSEGeSEGfSEGgDIPDIG0DIG1DIG2DIG3DIG4DIG5DIG6DIG7MAX7219232221201918171615141312111098B0B1B2B3B4B5B6B7B8B012B13B24B35B46B57B68B7abcdefgdpafegdbcdpB012B13B24B35B46B57B68B7abcdefgdpafegdbcdpB012B13B24B35B46B57B68B7abcdefgdpafegdbcdpB012B13B24B35B46B57B68B7abcdefgdpafegdbcdpVCCVDDVCCVDDVCCVDDVCCVDD温度采集电路原理图

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5.3 串口电路

单片机从一个I/O引脚逐位传输一些列二进制编码数据,就是串行通信。所谓串行通信是指外设和计算机家门适用一根数据信号线数据在一根数据信号线上一位一位的进行传输,每一位数据都占据一个固定的时间长度,这种通信方式使用的数据线少,传输速度比并行传输慢。串行通信的优点在于远程通信和上下位机通信,51系列单片机通过自身的串口完成通信,高串口是一个可编程的全双工串行通信接口。 串口通信协议的内容

接口的电气特性 在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”,高到-3V的信号 作为逻辑“1”。接口的物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线。

串口电路图如下:

c30.1ufC212345678VCC160.1ufC1单片机的TXD0.1uf单片机的RXD15VCCC1+V+C1-C2+V-C2-T1INT1OUTT2INT2OUTR1OUTR1INR2OUTR2INGNDMAX20214131211109SJ1123c40.1ufC50.1uf235RS232信号单片机和其串口电平转换芯片的连接电路

5.4 显示电路

显示电路主要有另一块AT89C51单片机、外围电路及1602液晶显示屏组成。1602液晶显示屏能显示32个字符,内部的字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小

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写、常用的符号、和日文假名等,当数据传输过来时,液晶屏的第一行显示温

VCC度两字,第二行显示温度数值。电路图如下:

C110uF S1U2U11234567813121514C23122pf191812MHZC3171622pf9P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWRAT89C51RXDTXDALE/PPSEN10113029VCCP00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728R210K16151413121110987654321BL2BL1D0D1D2D3D4D5D6D7ERWRSV-VDDGND1602LCD10KR1GND显示模块

5.5 键盘电路

本设计采用非编码的行列式键盘电路,这种键盘电路使用方便,结构简单。键盘输入信息的主要过程是:1、CPU判断是否有键按下2、确定按下的是哪一个键3、把此键代表的信息翻译成计算机所能识别的代码。P1口作为键盘接口,P1.3-P1.4作为键盘的行扫描输出线,其余做列扫描输出线,采用查询方式。首先单片机向行扫描口输出全为0.然后从列检测口输入列检测信号,只要有一行列信号不为1,则表示有键按下,接着按下键所在的行,列位置。电路

+5VR810KS7R910KS6R1010KS5R1110KS4图如下:

S11S8S9S10 20 / 34

基于单片机的无线多路温度数据采集系统设计()

控制寄存器和8个LED数码管待显示的数据,因为控制寄存器与显示数据寄存器独立编址,所以可以通过程序对每个寄存器进行操作。MAX7219内部有14个可寻址的控制字寄存器。MAX7219是八位串行共阴LED数码管动态扫描驱动电路,其峰值段电流可达40mA,最高串行扫描速率为10MHz,典型扫描速率为1300Hz,仅使用单片机3个I/O口,即可完成对八位LED数码管的显示控制和驱动
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