基于單片機(jī)ATmega16的無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)
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溫度傳感器模塊采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，它是美國Dallas半導(dǎo)體公司推出的一種智能數(shù)字溫度傳感器。DS18B20在與MCU連接時(shí)僅需要一條線(即單總線接口，加電源為三線接口)即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。使用DS18B20可以節(jié)省系統(tǒng)資源、使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單。DS18B20測溫范圍是-55℃～+125℃，固有測溫分辨率0.5℃。工作電源為3 V～5V／DC。在使用中不需要任何外圍元件，測量結(jié)果以9～12位數(shù)字量方式串行傳送。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。其中64位光刻ROM中存儲的是該DS18B20的地址序列號碼。其號碼的排列是：最初8位(28H)是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM中的地址序列碼可以區(qū)分每一個(gè)DS18B20，從而實(shí)現(xiàn)在同一根總線上掛接多個(gè)DS18B20。根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，MCU(單片機(jī))控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：
(1)每一次讀寫之前都要對DS18B20進(jìn)行復(fù)位操作
(2)復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令
(3)最后發(fā)送RAM指令
這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500 μs，然后釋放，當(dāng)DS18B20收到信號后等待16～60μs左右，后發(fā)出60～240μs的低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。論文設(shè)計(jì)的測溫系統(tǒng)中每一個(gè)DS18B20在與MCU連接時(shí)各占用一個(gè)I／O口，則MCU控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換的步驟如圖3所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/172738.htm
nRF24L01是Nordic公司推出的高集成的單片無線收發(fā)器件。芯片具備自動應(yīng)答和自動重發(fā)功能，速度可達(dá)2 Mbps，126個(gè)可選工作頻道，很短的頻道切換時(shí)間，可用于跳頻，其輸出功率，頻道選擇以及協(xié)議設(shè)置都可以通過SPI口進(jìn)行設(shè)置。其Enhanced Shock Burst模式可以同時(shí)控制應(yīng)答及重發(fā)功能而無需增加微控制器的工作量。nRF24L01還具備同一頻道接收六路不同通道數(shù)據(jù)的功能，利用FDMA技術(shù)最多可實(shí)現(xiàn)750個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，這使它成為無線溫度測量系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)的最佳選擇。nRF24L01模塊在與MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以使用MCU普通的I／O口，系統(tǒng)中直接利用ATmega16的固有資源SPI通信口，這樣從一定程度上簡化了軟件設(shè)計(jì)過程。
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