大體積混凝土無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)

MAX6675與STC89C52接口電路如圖2(a)所示。當(dāng)P2．7為低電平且P1．6口產(chǎn)生時鐘脈沖時，MAX6675的SO腳輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。在每一個脈沖信號的下降沿輸出一個數(shù)據(jù)，16個脈沖信號完成一串完整的數(shù)據(jù)輸出，先輸出高電位D15，最后輸出低電位DO，D14～D3為相應(yīng)的溫度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。當(dāng)P2．7為高電平時，MAX6675開始進(jìn)行新的溫度轉(zhuǎn)換。在使用MAX6675時應(yīng)該注意：將其布置在遠(yuǎn)離其他I／O芯片的地方，以降低電源噪聲的影響；MAX6675的T-端必須接地，而且和該芯片的電源地都是模擬地，不要與數(shù)字地混淆而影響芯片讀數(shù)的準(zhǔn)確性。
1．3 時鐘電路
PCF8593用于產(chǎn)生定時中斷，接收到中斷后單片機先讀取日歷和時鐘數(shù)據(jù)并存儲，然后比較是否到定時時間。若是，便啟動溫度轉(zhuǎn)換，再讀取溫度并存儲。單片機構(gòu)成的采集裝置的缺省采樣間隔值為3 h(小時)，采樣中斷時間值保存在PCF8593警告寄存器中。自混凝土入模至澆搗完畢的4天內(nèi)，每隔2 h測溫1次，以后每隔4 h測溫1次。一般10～14天后可停止測溫，或溫度梯度200℃時，可停止測溫。采樣時間間隔通過獨立按鍵進(jìn)行修改。PCF8593具有時鐘、鬧鐘、12／24 h選擇功能；具有可編程方波輸出功能；報警中斷、周期性中斷、時鐘更新中斷可由軟件屏蔽或測試。使用時不需任何外圍電路，并具有良好的外圍接口。PCF8593的SCL引腳與單片機的P3．1口相連。通過外部中斷P3．4，CPU每到設(shè)定溫度采集時間便脫離掉電模式。單片機讀1次PCF8593內(nèi)部時間寄存器，得到當(dāng)前的時間，啟動MAX6675完成溫度數(shù)據(jù)采集并存儲。電路如圖2(b)所示。
1．4 無線收發(fā)電路
系統(tǒng)采用無線收發(fā)器nRF905。nRF905片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器、功率放大器等模塊；曼徹斯特編碼／解碼由片內(nèi)硬件完成，無需用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，因此使用非常方便。
nRF905在正常工作前應(yīng)由MCU先根據(jù)需要寫好配置寄存器，或是按照默認(rèn)配置工作，其后的工作主要是兩個：發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)時，MCU應(yīng)先把nRF905置于待機模式(PWR_UP引腳為高、TRX_CE引腳為低)然后通過SPI總線把發(fā)送地址和待發(fā)送的數(shù)據(jù)都寫入相應(yīng)的寄存器中，之后把nRF905置于發(fā)送模塊(PWR_UP、TRX_CE和TX_EN全置高)，數(shù)據(jù)就會自動通過天線發(fā)送出去。若射頻配置寄存器中的自動重發(fā)位(AUTO_RETRAN)設(shè)為有，數(shù)據(jù)包就會重復(fù)不斷地一直向外發(fā)，直到MCU把TRX_CE拉低，退出發(fā)送模式為止。為了數(shù)據(jù)更可靠地傳輸，多使用此種方式。接收數(shù)據(jù)時，MCU先在nRF905的待機模式中把射頻配置寄存器中的接收地址寫好，然后置其于接收模式(PWR UP=1、TRX_CE=1、TX_EN=O)，nRF905就會自動接收空中的載波。若收到地址匹配的和校驗正確的有效數(shù)據(jù)，DR引腳會自動置高，MCU在檢測到這個信號后，可以改其為待機模式，通過SPI總線從接收數(shù)據(jù)寄存器中讀出有效數(shù)據(jù)。
根據(jù)不同需要，nRF905在使用中的電路圖不盡相同。圖3所示為應(yīng)用原理圖。該電路天線部分使用的是50 Ω單端天線。

1．5 數(shù)據(jù)存儲
本數(shù)據(jù)存儲器是防止中心控制節(jié)點掉電時數(shù)據(jù)丟失，因為中心控制節(jié)點要和PC機通信，PC發(fā)給中心控制節(jié)點的信息需要存儲起來?？墒?，如果中心控制節(jié)點掉電，這些數(shù)據(jù)就會丟失，這樣會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰，所以需要外接一個數(shù)據(jù)存儲芯片把這些數(shù)據(jù)存起來。如果中心控制節(jié)點掉電，還可以從這個數(shù)據(jù)存儲芯片中取回需要的數(shù)據(jù)，恢復(fù)整個系統(tǒng)運作。本數(shù)據(jù)存儲器選用的是AT24C01芯片，它是美國Atmel公司推出AT24C系列兩線制(串口型)電可擦除E2PROM芯片。這些芯片具有體積小，工作電壓低，連線簡單，工作可靠等特點。