基于ZigBee的無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
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3 AVR單片機控制模塊
AVR單片機控制模塊由2部分組成：單片機最小系統(tǒng)以及DS18B20溫度采集模塊，如圖3中虛線框所示。其中，單片機系統(tǒng)的RX、TX兩個引腳和ZigBee模塊的TX、RX引腳相連，負(fù)責(zé)UART的通訊。單片機的PCI引腳與DS18B20的數(shù)據(jù)端相連，接收來自溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)。此外，單片機上的PA0和PA1兩個引腳分別引出，用來指示不同的溫度控制響應(yīng)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/153600.htm
3．1 溫度采集模塊
溫度采集模塊由溫度傳感器DS18B20構(gòu)成。由于DS18B20采用1-WIRE數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，僅使用1根數(shù)據(jù)線即可實現(xiàn)與單片機芯片的雙向通訊(包括傳輸溫度信息)，接線方便，非常適用于農(nóng)業(yè)大棚、潔凈室、機房等多種非極限測溫場合。設(shè)計采用寄生電源供電方式，電路連接如圖4所示，由ATMega16的PCI采集溫度數(shù)據(jù)。
DS18B20的內(nèi)部有64位的ROM單元和9字節(jié)的RAM單元。64位的ROM包含了DS18B20唯一的序列號，因此DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多至階DS18B20可以同時存在一條總線上，實現(xiàn)多點測溫，由ROM讀取操作來判斷選擇某點的DS18B20溫度數(shù)據(jù)。在9字節(jié)RAM單元中，字節(jié)0-1是溫度寄存器，用來保存轉(zhuǎn)換好的溫度，共16bits。其中，bit0-bit7為LSB，分別保存權(quán)值為2-4至23的數(shù)據(jù)；bit8-bit15為MSB，bit8-bit10保存權(quán)值為24至26的數(shù)據(jù)，bit11-bit15為符號位，DS18B20的分辨率為0．0625，溫度計算公式為：temperature=(MSB+LSB)×256x0.062。DS18 B20內(nèi)部還有2個E2PROM字節(jié)TH和TL，用于配置溫度最高界限和溫度最低界限，用戶通過設(shè)置這2個寄存器的值可以設(shè)定溫度報警的上下限。
3．2 單片機控制系統(tǒng)
單片機控制系統(tǒng)使用Atmel公司的ATMega16L芯片作為主控芯片，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集、串行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，以及根據(jù)上位機的設(shè)定溫度和當(dāng)前溫度比對結(jié)果做出加熱或降溫響應(yīng)。數(shù)據(jù)傳輸和溫度信號采集部分的主要程序如下。
1 UART數(shù)據(jù)接收模塊
利用單片機內(nèi)部自帶的接收中斷來完成數(shù)據(jù)接收模塊。在此之前，需要對UART寄存器進(jìn)行如下配置：異步模式、8位數(shù)據(jù)位、無校驗位、1位停止位。波特率設(shè)置函數(shù)為：UBRRL=(CRYSTAL／BAUD／16-1)％256和UBRRH=(CRYSTAL／BAUD／16-1)／256。
2 UART數(shù)據(jù)發(fā)送模塊
當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用字符發(fā)送函數(shù)時，會先判斷發(fā)送寄存器是否為空，如果為空，則函數(shù)會向UART的I／O數(shù)據(jù)寄存器UDR寫入待發(fā)送的字符，格式為char型(8bits)。單片機接收到來自DS18B20的溫度數(shù)據(jù)，分別取出溫度的整數(shù)位和小數(shù)位，添加小數(shù)點后，將所有的整數(shù)位和小數(shù)點后兩位數(shù)據(jù)發(fā)送給UART。溫度數(shù)據(jù)以字符數(shù)組的形式保存，因此發(fā)送時以字符串的形式發(fā)送數(shù)據(jù)。
3．DS18B20溫度數(shù)據(jù)接收模塊
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