無(wú)線終端測(cè)試電子電路設(shè)計(jì)圖集錦 —電路圖天天讀（86）

　　TOP1 nRF24L01無(wú)線溫濕度測(cè)試系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　在當(dāng)今的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，需要進(jìn)行溫濕度采集的場(chǎng)合越來(lái)越多，準(zhǔn)確方便地測(cè)量溫度變得至關(guān)重要。傳統(tǒng)的有線測(cè)溫方式存在著布線復(fù)雜，線路容易老化，線路故障難以排查，設(shè)備重新布局要重新布線等問(wèn)題。特別是在有線網(wǎng)絡(luò)不通暢或由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素的限制而不便架設(shè)線路的情況下，給溫濕度的數(shù)據(jù)采集帶來(lái)了很大的麻煩。要想監(jiān)測(cè)到實(shí)時(shí)的溫濕度數(shù)據(jù)，就必須采用無(wú)線傳輸?shù)姆绞綄?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、發(fā)送、接收并對(duì)無(wú)線采集來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行處理，以控制并監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，減少不必要的線路設(shè)備開(kāi)支。

　　溫濕度采集電路設(shè)計(jì)

　　DHT11是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。該傳感器應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。圖2所示為其溫度采集電路。DHT11傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC 測(cè)溫元件，可與高性能8位單片機(jī)相連接。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的過(guò)程中可調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口可使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易而快捷，而且信號(hào)傳輸距離可達(dá)20m 以上。當(dāng)連接線長(zhǎng)度短于20m 時(shí)，應(yīng)使用5kΩ上拉電阻，大于20m 時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況使用合適的上拉電阻。

　　無(wú)線發(fā)射、接收電路設(shè)計(jì)

　　nRF24L01是NORDIC 公司生產(chǎn)的一款無(wú)線通信芯片，采用FSK 調(diào)制方式，內(nèi)部集成有NORDIC 自己的Enhanced Short Burst 協(xié)議?？梢詫?shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或是1對(duì)6的無(wú)線通信。無(wú)線通信速度可以達(dá)到2 Mb/s.NORDIC 無(wú)線發(fā)射、接收芯片nRF24L01的電路原理圖如圖3所示。

　　nRF24L01是單片射頻收發(fā)芯片，工作于2.4~2.5 GHz 的ISM 頻段，芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。nRF24L01芯片的能耗非常低，以 -5 dBm 的功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有10.5 mA，接收時(shí)的工作電流只有18 mA，它具有多種低功率工作模式，節(jié)能環(huán)保，設(shè)計(jì)方便。nRF24L01無(wú)線收發(fā)模塊的各管腳功能如表1所列，圖4所示是nRF24L01與單片機(jī)連接時(shí)的電路圖。

　　本無(wú)線發(fā)射接收模塊需要的電源為1.9~3.6 V，本系統(tǒng)中采用3.3 V 直流電源來(lái)直接對(duì)無(wú)線發(fā)射接收模塊供電，5 V 電源經(jīng)。ASM1117-3.3芯片轉(zhuǎn)換后可得到穩(wěn)定的直流電源，其電源轉(zhuǎn)換電路如圖5所示。

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　　機(jī)器視覺(jué)技術(shù)資料集錦——讓機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)練就慧眼神通！

　　TOP2 串行通信模塊電路設(shè)計(jì)

　　主機(jī)單片機(jī)接收到nRF24L01的數(shù)據(jù)后，經(jīng)MAX232電平轉(zhuǎn)換可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)程序下載與升級(jí)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC 機(jī)（上位機(jī)）的通信，以便將顯示數(shù)據(jù)信息通過(guò)此電路傳送到PC 機(jī)，并存PC 機(jī)上顯示，其串行通信電路如圖6所示。

　　本文提出了一種針對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題的解決方案，該方案基于nRF24L01來(lái)設(shè)計(jì)無(wú)線溫度采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用低功耗、高性能單片機(jī) STC12C5A08S2和溫濕度傳感器DHT11來(lái)構(gòu)成多點(diǎn)、實(shí)時(shí)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，最后在PC 機(jī)上完成配置、顯示和報(bào)警等功能。該系統(tǒng)使用方便，擴(kuò)展十分容易，可廣泛應(yīng)用于各種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和養(yǎng)殖等場(chǎng)合。

　　射頻技術(shù)在糧倉(cāng)無(wú)線測(cè)試終端應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

　　糧食的安全存儲(chǔ)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的戰(zhàn)略大事，科學(xué)保糧具有重要的社會(huì)意義與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。糧倉(cāng)監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對(duì)糧食溫度、濕度和氣體濃度等參數(shù)的采集、存儲(chǔ)和向監(jiān)控中心傳送數(shù)據(jù)以及執(zhí)行監(jiān)控中心的指令等功能。傳統(tǒng)的糧倉(cāng)監(jiān)控系統(tǒng)中糧倉(cāng)與監(jiān)控中心大多采用RS-485等有線連接的數(shù)據(jù)通信方式，使得系統(tǒng)抗干擾差、連線繁多、擴(kuò)展困難;當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)，不利于糧倉(cāng)的監(jiān)控與管理。為此，本文給出了一種基于射頻技術(shù)的糧庫(kù)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)。

　　無(wú)線通信終端的硬件設(shè)計(jì)

　　無(wú)線通信終端由無(wú)線收發(fā)芯片和微控制器組成。本系統(tǒng)中的無(wú)線通信終端采用CC1020為收發(fā)芯片，PIC16F73單片機(jī)為微控制器。CC1020是基于SmartRF技術(shù)的全集成無(wú)線收發(fā)芯片。它工作在402-470MHZ、804-940MHZ等 ISM（Industrial， ScienTIfic and Medical）與SRD（Short Range Device）頻段，采用頻移鍵控（FSK）調(diào)制，集成鎖相環(huán)（PLL）、壓控振蕩器（VCO）、功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、調(diào)制解調(diào)器（DEMOD）等功能，具有低電壓、低功耗、高靈敏度、傳輸距離遠(yuǎn)、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，與很少的一些外圍器件搭配就可以設(shè)計(jì)成強(qiáng)大的具有無(wú)線通信功能的嵌入式系統(tǒng)。PIC16F73是低功耗、高性能的8位單片機(jī)，采用雙總線結(jié)構(gòu)（指令總線和數(shù)據(jù)總線分離）和精簡(jiǎn)指令結(jié)構(gòu)，具有8Kb的Flash、192字節(jié)的片內(nèi)RAM、串口和SPI接口，很好的滿足了本終端對(duì)微控制器的要求。CC1020有32個(gè)引腳，它通過(guò)PDI、PDO、PCLK和PSEL這四個(gè)引腳與PIC16F73單片機(jī)的I/O端口相連，CC1020的應(yīng)用原理圖如圖2所示。

　　圖2. CC1020的應(yīng)用電路示意圖

　　測(cè)試終端兩種電源電路設(shè)計(jì)攻略

　　在多功能智能儀器儀表中，在不同的工作現(xiàn)場(chǎng)，有時(shí)需要不同的供電方式。目前來(lái)說(shuō)，在電源的研究方面，冗余電源和多種供電方式是現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)。冗余技術(shù)已經(jīng)比較成熟，應(yīng)用也比較廣泛，現(xiàn)在很多儀器儀表都是基于冗余電源設(shè)計(jì)的。多種供電方式應(yīng)用的也比較多，但是把多種供電方式集成于同一電子產(chǎn)品中的還不多。本文實(shí)現(xiàn)了兩種供電方式的設(shè)計(jì)，并使其應(yīng)用于多功能手持測(cè)試終端，有效降低產(chǎn)品的成本，并且為設(shè)備維護(hù)帶來(lái)了方便。

　　總線供電電路

　　總線供電系統(tǒng)就是通過(guò)總線給掛在總線的設(shè)備提供電壓，本設(shè)計(jì)能給設(shè)備提供5 V、3．3 V和1．8 V的電壓。因?yàn)镽J45輸出標(biāo)準(zhǔn)的+24 V，為了得到5 V、3．3 V和1．8 V的電壓，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)是通過(guò)LM2576-5、ASlll7-1．8和ASlll7-3．3電源轉(zhuǎn)換芯片，得到所需的電壓?？偩€供電電路如圖1所示。

　　RJ45提供的24 V電壓通過(guò)電阻熔絲，輸入到電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2576-5HV的VIN端，從FOB輸出5 V的電壓VCCl。VCCl經(jīng)過(guò)去耦和濾波后，輸入到電壓轉(zhuǎn)換芯片ASlll7-1．8V和ASlll7-3．3V的IN端，得到1．8 V的電壓和3．3 V的電壓DVCC。同時(shí)，總線供電也可以給鋰電池提供充電電壓，鋰電池充電控制芯片的充電電壓是3．5～7 V，所以可以用VCCl為其充電。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，在VCCl和MAXlll5的DC輸入之間設(shè)計(jì)了一個(gè)充電開(kāi)關(guān)。當(dāng)采用總線充電時(shí)，把開(kāi)關(guān)打到開(kāi)的位置；當(dāng)采用充電適配器充電時(shí)，把開(kāi)關(guān)打到關(guān)的位置。

　　鋰電池供電電路設(shè)計(jì)

　　在鋰電池供電系統(tǒng)中，電池輸出電壓經(jīng)過(guò) TPS60110、 TPS60l00電源芯片，電平轉(zhuǎn)換后，得到所需的5 V、3．3 V和1．8 V電壓。在充電電路中，MAXl555作為控制芯片。MAXl555通過(guò)充電接口和AC適配器電源為單節(jié)鋰離子（Li+）電池充電。它不需要外部FET或二極管，可以接受最高7 V的輸入電壓。片上溫度限制簡(jiǎn)化了PCB布局，通過(guò)優(yōu)化充電速率，可以在電池狀況和輸入電壓處于最糟糕的情況下不受散熱問(wèn)題的制約。當(dāng)達(dá)到MAXl555 溫度限制時(shí)，充電器并不關(guān)斷，而是逐漸降低充電電流。電池充電電路如圖2所示。

　　充電電壓輸入到VCC_PLUG，開(kāi)始給鋰電池充電，指示燈D1變亮，表明充電完成。

　　為了得到3種規(guī)格的電壓（5 V、3．3 V和1．8 V），需要對(duì)鋰電池的輸出電壓實(shí)行電平轉(zhuǎn)換，這里選擇TPS601lO和TPS60100兩款集成DC-DC的電荷泵芯片。TPS60110能輸出5 V±0．2 V的電壓，TPS60100能輸出3．3 V±O．132 V的電壓。兩款芯片具有如下特點(diǎn)：

　　①最高可以輸出300 mA的電流；

　?、诰哂休^寬的輸入電壓范圍；

　　③低功耗輸出時(shí)具有能量存儲(chǔ)功能；

　?、苣芎芎玫匾种齐姶鸥蓴_。

　　TOP3 兩款電源轉(zhuǎn)換芯片的外圍電路

　　兩款電源轉(zhuǎn)換芯片的外圍電路比較簡(jiǎn)單，只需要在外面配置輸入電容、輸出電容及電感，具體電路如圖3所示。

　　由于系統(tǒng)還需要1．8 V的電壓，所以通過(guò)1片ASlll7-1．8V實(shí)現(xiàn)1．8 V電壓的轉(zhuǎn)換。

　　本文較為詳盡地介紹了兩種供電方式的硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)程，重點(diǎn)突出其在手持測(cè)試終端中的應(yīng)用。兩種供電方式的設(shè)計(jì)，能提供5 V、3．3 V和l．8 V的電壓，滿足了一款智能儀器應(yīng)用于多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)所需的兩種供電方式的要求，在多功能智能儀器儀表的設(shè)計(jì)中，有著廣闊的應(yīng)用和市場(chǎng)前景。

　　GPRS無(wú)線終端測(cè)試系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　基于高性能單片機(jī)STM32和GPRS無(wú)線通信方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試點(diǎn)CMMB網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并利用GPS接收器將測(cè)試終端的地理位子信息上傳到服務(wù)器端，完成了對(duì)監(jiān)測(cè)終端的精準(zhǔn)定位。終端板卡供電方式采用太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，保障其在無(wú)電源和人員看守的情況下長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作。最后通過(guò)綜合測(cè)試，能實(shí)現(xiàn)所有要求的功能，完全滿足本次設(shè)計(jì)的要求。

　　系統(tǒng)分為測(cè)試終端和服務(wù)器端，服務(wù)器端只需要一臺(tái)性能良好的個(gè)人計(jì)算機(jī)，而測(cè)試終端主要由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成：射頻前端模塊模塊、功率測(cè)量與存儲(chǔ)模塊、GPS接收器、太陽(yáng)能供電模塊、處理器模塊及GPRS無(wú)線通信模塊。各個(gè)模塊主要是通過(guò) STM32微處理器的GPIO口連接與通信。處理器需要對(duì)射頻前端的調(diào)諧器和解調(diào)器進(jìn)行調(diào)諧頻道和解調(diào)參數(shù)設(shè)置，并對(duì)RS誤包率、LDPC誤包率等信息進(jìn)行讀取。CMMB信號(hào)調(diào)諧器主要是對(duì)從天線接收的高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)諧輸出中頻信號(hào)；CMMB調(diào)諧解調(diào)模塊主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和信道解碼；功率的測(cè)量與存儲(chǔ)模塊負(fù)責(zé)將信號(hào)功率轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)送給STM32的ADC和將系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，GPS接收器用于獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)地理位子信息，最后處理器通過(guò) GPRS無(wú)線模塊將信息發(fā)送至服務(wù)器端并從服務(wù)器接收控制命令。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　GPS接收器

　　監(jiān)測(cè)終端通過(guò)GPS接收器采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)地理信息，包括：經(jīng)緯度、海拔等，測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)得到的GPS信息在地圖的相應(yīng)位置顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)中選用 GTS-4E-00模塊，采用郵票貼片封裝，可適應(yīng)高溫高濕，電磁干擾等惡劣工作環(huán)境。其簡(jiǎn)化的電路圖如圖 2中所示，TXD連接STM32串口1，模塊喚醒端連接PA9，J1為接收天線。

　　該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了處理器STM32開(kāi)發(fā)平臺(tái)和GPRS無(wú)線通信方案，成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶端CMMB網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為廣大工程技術(shù)人員提供了一種高效、便捷的監(jiān)管手段，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

　　TOP4 解讀ZigBee射頻芯片CC2430應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

　　電路原理： 使用一個(gè)非平衡天線，連接非平衡變壓器可使天線性能更好。電路中的非平衡變壓器由電容C341和電感L341、L321、L331以及一個(gè)PCB微波傳輸線組成，整個(gè)結(jié)構(gòu)滿足RF輸入／輸出匹配電阻（50Ω）的要求。內(nèi)部T／R交換電路完成LNA和PA之問(wèn)的交換。R221和R261為偏置電阻，電阻 R221主要用來(lái)為32MHz的晶振提供一個(gè)合適的工作電流。用1個(gè)32MHz的石英諧振器（XTAL1）和2個(gè)電容（C191和C211）構(gòu)成一個(gè)32 MHz的晶振電路。用i個(gè)32．768 kHz的石英諧振器（XTAL2）和2個(gè)電容（CA41和CA31）構(gòu)成一個(gè)32．768 kHz的晶振電路。電壓調(diào)節(jié)器為所有要求1．8 V電壓的引腳和內(nèi)部電源供電，C241和C421電容是去耦合電容，用來(lái)電源濾波，以提高芯片工作的穩(wěn)定性。

　　硬件應(yīng)用電路

　　CC2430芯片需要很少的外圍部件配合就能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的收發(fā)功能。圖1為CC2430芯片的一種典型硬件應(yīng)用電路。

　　目前，國(guó)內(nèi)外嵌入式射頻芯片中，CC2430芯片是性能最好、功能更強(qiáng)的一個(gè)。它結(jié)合了市場(chǎng)領(lǐng)先的Z-StackTMZigBeeTM協(xié)議軟件和其他 Chipcon公司的軟件工具，為開(kāi)發(fā)出無(wú)接口、緊湊、高性能和可靠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品提供了便利。相信在未來(lái)幾年，它的應(yīng)用將會(huì)涉及到社會(huì)的更多領(lǐng)域。

　　TC35型無(wú)線氣體測(cè)試系統(tǒng)硬件電路

　　基于TC35 GSM模塊的CO氣體監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)，其主要特點(diǎn)是能夠應(yīng)用SMS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。對(duì)無(wú)線通訊模塊TC35進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并給出TCC35短消息收發(fā)模塊在 CO氣體監(jiān)測(cè)儀中的應(yīng)用。CO氣體濃度監(jiān)測(cè)儀是用來(lái)測(cè)量相關(guān)環(huán)境空氣中CO含量的便攜式智能儀器。目前，國(guó)內(nèi)CO氣體監(jiān)測(cè)儀與控制中心的數(shù)據(jù)通信最常見(jiàn)的是通過(guò)CAN總線、RS485總線或RS232總線來(lái)完成。RS232總線的通訊距離是12 m，最大可達(dá)15．4 m；RS485總線的通訊距離是1200 m。CAN總線的直接通訊距離最大可達(dá)10 km。但無(wú)論哪種方式都有距離的限制．而且最終決定了控制中心的固定性。隨著GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈．GSM模塊作為一種主要的 GSM網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備．應(yīng)用越來(lái)越廣泛，并已開(kāi)發(fā)出多種前景樂(lè)觀的應(yīng)用。

　　TC35型模塊是終端的主要功能部件，由GSM基帶處理器、電源專用集成電路、射頻電路和閃速存儲(chǔ)器等部分組成，負(fù)責(zé)處理GSM蜂窩設(shè)備中的音頻、數(shù)據(jù)和信號(hào)，內(nèi)嵌的軟件部分執(zhí)行應(yīng)用接口和所有GSM協(xié)議站的功能?；鶐幚砥靼涓C無(wú)線部分的所有模，數(shù)轉(zhuǎn)換功能，為滿足GSM、PCS蜂窩用戶市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的要求．在不用外接電路的情況下就能支持FR、HR和 EFR語(yǔ)音和信道編碼。射頻部分基于SMARTI型電路．模塊內(nèi)的天線電纜連接到GSC類型的 50Ω 連接器。TC35模塊適合最小功率的GSM蜂窩設(shè)備．這種蜂窩設(shè)備的應(yīng)用部分構(gòu)成人機(jī)接口（MMI）。通過(guò)串口（RS232）可接入TC35。TC35通過(guò)40針ZIF連接蜂窩應(yīng)用部分，ZIF連接器提供控制數(shù)據(jù)、音頻信號(hào)和電源線的應(yīng)用接口。終端系統(tǒng)的工作電壓為5 VDC。由于TC35的突發(fā)耗電電流峰值可達(dá)3 A．故外加穩(wěn)壓器件必須達(dá)到足以提供該額定電流的條件。在該終端中。采用LM2596型開(kāi)關(guān)電源完成12V到5V的轉(zhuǎn)換．作為T(mén)C35終端的電源。必須注意的是。由LM2596完成開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換需要大功率的電感器和電容器．以提高儲(chǔ)能能力．滿足TC35的耗電要求。

　　CO氣體監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　具有GSM短消息收發(fā)功能的便攜式CO氣體濃度監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)如圖所示。筆者研制的監(jiān)測(cè)儀主要用于公共場(chǎng)所及某些生產(chǎn)車間空氣中CO濃度的監(jiān)測(cè)．采用電池作為供電電源．CO傳感器N1選用日本根本特殊化學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的NAP一505型電化學(xué)式傳感器。傳感器輸出電流與CO氣體濃度成線性。 A1（OP90）可以保證工作電極和參考電極等電位。傳感器輸出OμA～70μA電流經(jīng)Aa（OP90）轉(zhuǎn)換成0 V～O．7 V的電壓，以保證當(dāng)CO濃度在0“10-3時(shí)A3的輸出為0 V～2．5V，以滿足MD轉(zhuǎn)換器U．I（ADS7822）的輸入要求。OP90具有內(nèi)部調(diào)零電路．允許儀器放大器提供真正的零輸入零輸出操作。NAP一 505的溫度特性用常數(shù)B為3 435 K的NTC熱敏電阻器進(jìn)行補(bǔ)償，溫度經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后．其輸出在一10℃”50℃范圍內(nèi)能夠滿足精度要求。

　　智能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)汽車測(cè)試系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

　　汽車試驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)汽車設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中各種問(wèn)題的重要手段，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果能對(duì)汽車各種性能做出客觀的評(píng)價(jià)。作為汽車工業(yè)的基礎(chǔ)工程之一，汽車試驗(yàn)在汽車工業(yè)的整體發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。汽車性能測(cè)試系統(tǒng)是汽車試驗(yàn)工程的關(guān)鍵組成部分，它是由若干相互聯(lián)系、相互作用的傳感器和儀器設(shè)備等元件，為實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車各項(xiàng)性能的測(cè)試而組成的有機(jī)整體，汽車測(cè)試系統(tǒng)的性能往往對(duì)整個(gè)汽車試驗(yàn)的效用產(chǎn)生重要影響。

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　汽車試驗(yàn)主要包括動(dòng)力性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性和排放特性等測(cè)試項(xiàng)目，主要性能參數(shù)有速度、加速度、燃油消耗量、溫度以及操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)中的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)參數(shù)等，通過(guò)傳感器得到的這些參數(shù)的測(cè)試信號(hào)，經(jīng)過(guò)前端處理模塊處理（整形、濾波、放大等） 后送入C805l-F020微處理器中，在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理后通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)與Zigbee終端節(jié)點(diǎn)的連接，再由終端節(jié)點(diǎn)在WLAN中將數(shù)據(jù)發(fā)出，Zi-gbee中心節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)后經(jīng)串口與上位機(jī)進(jìn)行通訊。中心節(jié)點(diǎn)也可將上位機(jī)的命令發(fā)送給終端節(jié)點(diǎn)，控制終端節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

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　　機(jī)器視覺(jué)技術(shù)資料集錦——讓機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)練就慧眼神通！

　　TOP5 前端處理模塊電路設(shè)計(jì)

　　傳感器將各種常見(jiàn)的非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電量信號(hào)，一般都較微弱，前端處理模塊將這些信號(hào)進(jìn)行處理后送至單片機(jī)的A／D轉(zhuǎn)換端口。本系統(tǒng)共有8路傳感器信號(hào)，包括2路壓變傳感器信號(hào)、2路-5～+5 V電壓信號(hào)、2路4～20 mA電流信號(hào)和2路熱電偶信號(hào)的前端處理。其中壓變傳感器信號(hào)和熱電偶信號(hào)前端處理硬件電路分別如圖2和圖3所示。

　　AD620是一款低成本、高精度儀表放大器，僅需1個(gè)外部電阻設(shè)置增益，增益范圍為l～10 000。對(duì)壓變傳感器信號(hào)的前端處理采用AD62-0、AD705組成的放大電路，該部分采用單電源供電，AD705是電壓跟隨器，為AD620提供輸出電壓的零點(diǎn)。將VREF、AGND送至MCU的8位精度AD-Cl的AINl．0、AINl．1端口，利用軟件程序?qū)崿F(xiàn)該路信號(hào)的參考電壓和模擬地的計(jì)算。熱電偶傳感器用來(lái)測(cè)量汽車關(guān)鍵部件溫度，其前端處理電路采用OP07的可調(diào)增益放大電路。OP07是一種低噪聲、非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路，具有非常低的輸入失調(diào)電壓，低失調(diào)、高開(kāi)環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等。在對(duì)精確度要求不高的場(chǎng)合，OP07的失調(diào)電壓可忽略，該電路中R25和R24用來(lái)調(diào)整系統(tǒng)放大倍數(shù)，在選用不同類別的熱電偶時(shí)可適當(dāng)調(diào)整兩者的阻值。

　　ZigBee節(jié)點(diǎn)模塊

　　汽車測(cè)試系統(tǒng)初步采用2個(gè)終端節(jié)點(diǎn)和1個(gè)中心協(xié)調(diào)器組成星狀網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，3個(gè)節(jié)點(diǎn)均選用SZ05-ADV型無(wú)線收發(fā)模塊，Zig-bee終端節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串口分別與C8051F020模塊和PC設(shè)備相連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。SZ05-ADV是高性能嵌入式無(wú)線收發(fā)模塊，其核心器件是 Freescale公司的MCl3213。它是第2代標(biāo)準(zhǔn)ZigBee無(wú)線通信平臺(tái)，在9 mmx9 mmxl mm 7l引腳LGA封裝中集成有低功耗的2．4 GHz RF收發(fā)器和8位微控制器，MCl3213器件具有60 kB的閃存，MCl32lx解決方案能在簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接到完整的ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中用作無(wú)線連接，小占位面積封裝中的無(wú)線電收發(fā)器和微控制器的組合使其成為成本效益的解決方案，MCl321x中的RF收發(fā)器工作在2．4 GHzISM頻段，和802．15．4標(biāo)準(zhǔn)兼容，收發(fā)器包括低噪音放大器，1 mW的RF輸出功率，帶VCO的功率放大器（PA），集成的發(fā)送／接收開(kāi)關(guān)，板內(nèi)的電源穩(wěn)壓器以及完全的擴(kuò)展頻譜的編碼和譯碼，MCl32lx中的微控制器基于HCS08系列微控制器單元（MCU），HCS08 A版本，高達(dá)60 kB的閃存和4 kB的RAM。

　　SZ05-ADV嵌入式無(wú)線通信模塊集成有符合ZIGBEE協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器和微處理器，其數(shù)據(jù)接口包括：TTL電平收發(fā)接口、標(biāo)準(zhǔn)串口RS2-32 數(shù)據(jù)接口，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的廣播方式發(fā)送和目標(biāo)地址發(fā)送模式。除可實(shí)現(xiàn)一般的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信功能外，還可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通訊。其模塊連接電路如圖4所示。DATA、RUN、NET、ALARM為SZ05-ADV無(wú)線通信模塊的4個(gè)工作狀態(tài)指示端口，分別是數(shù)據(jù)收發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和告警。 SLEEP引腳用來(lái)控制系統(tǒng)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，低電平進(jìn)入低功耗，高電平或懸空正常運(yùn)行。

　　485CTL引腳是485收發(fā)控制，模塊485接收時(shí)低電平輸出，發(fā)送時(shí)高電平輸出。CENTER、DEVICE引腳是節(jié)點(diǎn)功能配置接口，均為低電平有效，或分別與引腳TIao7、TIao8接跳線帽實(shí)現(xiàn)，如這2個(gè)引腳都為高電平或懸空則為路由節(jié)點(diǎn)。CONFIG引腳是配置接口，低電平有效，或加跳線帽，可在超級(jí)終端中進(jìn)入系統(tǒng)配置狀態(tài)。模塊標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為DC-5V，正常工作電壓范圍為5～12V。數(shù)據(jù)接口有RS-232和TTL收發(fā)2種接口模式。 RS-232串口為T(mén)X2、RX2、SGND三線工作模式，TTL為T(mén)X1、RXl兩線工作模式，TTL

　　本文設(shè)計(jì)的基于 C805lF020和Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的汽車測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了汽車試驗(yàn)中數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)布線，提高了試驗(yàn)效率，實(shí)驗(yàn)證明了該系統(tǒng)取代傳統(tǒng)汽車測(cè)試系統(tǒng)的可行性，同時(shí)系統(tǒng)的擴(kuò)展也比較容易，可以實(shí)現(xiàn)更多功能。本研究側(cè)重于Zigbee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，可為Zigbee技術(shù)在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用提供一定的參考，但局限于軟件程序系統(tǒng)和試驗(yàn)的電磁干擾，該系統(tǒng)的同步機(jī)制和抗干擾性能有待于進(jìn)一步研究。

　　TOP6 物品無(wú)線測(cè)試終端系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)詳解

　　整個(gè)系統(tǒng)的工作方式如下：將DTGS-800 模塊、行程開(kāi)關(guān)、天線和其他輔助電路封裝成一個(gè)獨(dú)立單元制成定位終端，固定在存放物品集裝箱的開(kāi)箱口。運(yùn)輸過(guò)程中，當(dāng)集裝箱密封完好并正常運(yùn)輸時(shí)，此定位終端可以定時(shí)向監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送經(jīng)緯度、時(shí)間等信息；而當(dāng)集裝箱被非正常開(kāi)啟時(shí)會(huì)觸及行程開(kāi)關(guān)，該定位終端可及時(shí)向監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送報(bào)警信息和定位信息。

　　定位終端硬件總體框圖如圖2所示。

　　整個(gè)定位終端系統(tǒng)包括電源和電池供電模塊、MCU模塊及外圍電路、DTGS-800模塊及外圍電路。由一片單片機(jī)來(lái)控制具有定位功能的DTGS- 800，它們之間的通信是通過(guò)串口來(lái)完成的。由于所選單片機(jī)和DTGS-800的工作電平都在各自的工作電平范圍之內(nèi)，所以可以直接互連，無(wú)需額外的電平變換電路。

　　電源和電池供電模塊

　　電源供電部分包括兩部分：專門(mén)的電池供電和汽車電源供電。整個(gè)終端系統(tǒng)使用的是專門(mén)的電池供電，在運(yùn)輸行程較長(zhǎng)而導(dǎo)致電池供電不足時(shí)，系統(tǒng)電壓檢測(cè)電路會(huì)發(fā)出報(bào)警，這時(shí)可以轉(zhuǎn)換成由汽車電源對(duì)其進(jìn)行供電。專門(mén)的電池供電。DTGS-800 供電有兩種方法：電池供電（VBATT_INT引腳輸入）和外部供電（VEXT_DC引腳輸入）。當(dāng)用電池供電時(shí)，要求供電電壓VBATT_INT范圍為+4.O V±10%。因此選用的是容量為10Ah、輸出電壓為3.7 V的鋰聚合物電池。由于選擇的單片機(jī)是3.3 V供電，故電池在向單片機(jī)供電時(shí)需加一片LDO（低壓差線性穩(wěn)壓器）芯片MIC5219，其最小壓差可以達(dá)到0.3 V，滿足設(shè)計(jì)要求。

　　MCU模塊及外圍電路

　　MCU按其存儲(chǔ)器類型可分為無(wú)片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種。對(duì)于無(wú)片內(nèi)ROM型的芯片，必須外接EPROM才能應(yīng)用。帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型、MASK片內(nèi)掩模ROM型、片內(nèi)FLASH型等類型，一些公司還推出帶有片內(nèi)一次性可編程ROM的芯片。MASKROM的MCU價(jià)格便宜，但程序在出廠時(shí)已經(jīng)固化，適合程序固定不變的應(yīng)用場(chǎng)合。MCU選用的是宏晶科技公司的STC12LE5410AD，其工作電壓為3.3 V，便于在所選定的系統(tǒng)電源下工作。這是一款帶A／D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)芯片，具有超強(qiáng)抗干擾的特性，并且具有超低的功耗，正常工作時(shí)電流僅為4～7mA，空閑時(shí)電流《1 mA。它的工作周期僅為一個(gè)時(shí)鐘周期，可以大大降低使用的晶振頻率，從而降低EMI。

　　MCU外圍電路包括晶振電路、復(fù)位電路、開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路和電壓測(cè)量部分。開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路用來(lái)檢測(cè)行程開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，電壓測(cè)量部分利用單片機(jī)的A／D轉(zhuǎn)換功能是來(lái)測(cè)量DTGS-800供電的電池電壓，當(dāng)檢測(cè)到電池電壓不足時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警，此時(shí)需將供電部分轉(zhuǎn)換到汽車電源上。MCU及外圍模塊電路如圖4所示。

　　傳統(tǒng)的GPS定位技術(shù)在物流中應(yīng)用時(shí)，除了使用GPS模塊之外，還需要另外使用GSM模塊等其他輔助硬件才能實(shí)現(xiàn)定位報(bào)警功能。而在本文基于GPSOne 技術(shù)的定位終端中，DTGS-800模塊融合了定位、GSM及CDMA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等多種功能，集成度和性價(jià)比高。

　　TOP7 無(wú)線環(huán)境終端測(cè)試系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方案

　　在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，終點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)都需要一個(gè)主控芯片進(jìn)行處理。主芯片選用MSP430F5438系列單片機(jī)。在信號(hào)調(diào)制方面采用了OOK調(diào)制方案。在高頻功放方面，采用了分立元件自制戊類放大器使用NEC公司的產(chǎn)品2SC3355做功放管。最后確定通信協(xié)議方案選擇，設(shè)計(jì)思想足由檢測(cè)終端發(fā)起一次信息阿步傳輸，所有的節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己的編號(hào)在不同的時(shí)隙發(fā)送信息，中繼節(jié)點(diǎn)自行搜索判斷。通過(guò)一系列的選擇和設(shè)汁，整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)整體方案框圖

　　系統(tǒng)以MSP430F5438單片機(jī)作為終端和節(jié)點(diǎn)的主控芯片，光照探測(cè)由光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，溫度可由單片機(jī)內(nèi)部自帶的溫度傳感器得到。，數(shù)據(jù)的調(diào)制、接收采用串口通信，使用I／O口來(lái)控制天線的收發(fā)模式。從C3355的datasheet上則三極管的輸出得到集電極的輸出電容，故假設(shè)輸出電容是15 pF，阻抗可等效為一個(gè)42Ω的電阻與一個(gè)15 pF左右的電容并聯(lián)。取集電極饋電線圈的電感為10 uH兼作為輸出的諧振同路，此時(shí)所需的諧振電容為22.12 pF，所以還需要在集電極到地接入一個(gè)（10～22.12）pF的電容，為了便于調(diào)諧，采用了一只5／35pF的可調(diào)電容，經(jīng)過(guò)這樣后，三極管輸出為 42n的純阻，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)42 Ω～16.3 kΩ的三階低通濾波器實(shí)現(xiàn)阻抗變換，并且使輸出波形平滑（濾掉載波的高次諧波）。

　　在輸出端接了一個(gè)100 nF的隔直電容，這會(huì)使得輸出不再是42 Ω的純阻，所以經(jīng)過(guò)PSPICE仿真，進(jìn)行校準(zhǔn)，得到最終的具體參數(shù)。

　　圖2 e3355開(kāi)關(guān)狀態(tài)功放

　　接收機(jī)解調(diào)電路分析

　　由于本系統(tǒng)采用的是OOK凋制，所以采用靈敏度高的倍壓檢波。當(dāng)終端與節(jié)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí)，為了提高接收靈敏度，所以使用了兩級(jí)放大，從而在距離較遠(yuǎn)的時(shí)候也能正常檢測(cè)到信號(hào)?？紤]到在近距離時(shí)，在天線線圈接收處加上限幅電路。這樣就保證了在近距離和遠(yuǎn)距離時(shí)都能夠接收到較好的信號(hào)。但是實(shí)際上由于在很遠(yuǎn)的時(shí)候接收到的信號(hào)還是很小，這樣就導(dǎo)致了隨著距離的遠(yuǎn)近需要改變比較器的參考電平，因此采用一個(gè)RC積分保持電路，使得能檢測(cè)到最大的峰值，這樣就實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)比較，從而在遠(yuǎn)距離時(shí)串口依然能夠正確識(shí)別信號(hào)。

　　為r實(shí)現(xiàn)天線的復(fù)用，使用一個(gè)開(kāi)關(guān)電路來(lái)切換收發(fā)模式。這個(gè)開(kāi)關(guān)電路使用單片機(jī)I／O口來(lái)控制高速二極管的導(dǎo)通與關(guān)斷來(lái)實(shí)現(xiàn)切換的。

　　圖4發(fā)射電路

　　圖5接收電路

　　將欲傳輸?shù)男畔⑼ㄟ^(guò)串口輸出的電平控制本振的開(kāi)斷從而實(shí)現(xiàn)OOK調(diào)制，后級(jí)使用丙類功放發(fā)射，接收端節(jié)點(diǎn)將天線上的信號(hào)進(jìn)行放大，然后倍壓檢波，通過(guò)自適應(yīng)比較器解調(diào)出數(shù)據(jù)，最后再向終端回傳環(huán)境信息。

　　TOP8 解讀一種采用NE567接近無(wú)線探測(cè)器電路

　　具有一個(gè)AM鎖定檢測(cè)和輸出驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)置PLL電路。NE567的主要功能是推動(dòng)負(fù)載（通常為L(zhǎng)ED）時(shí)，在其探測(cè)波段的頻率是在IC的輸入。中心頻率，頻段輸入，輸出延遲等可以使用外部元件編程。

　　NE567音解碼器/PLLIC電路

　　NE567是具有一個(gè)AM鎖定檢測(cè)和輸出驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)置PLL電路。NE567的主要功能是推動(dòng)負(fù)載（通常為L(zhǎng)ED）時(shí)，在其探測(cè)波段的頻率是在IC的輸入。中心頻率，頻段輸入，輸出延遲等可以使用外部元件編程。NE567集成電路的功能包括0.01Hz至500kHz的頻率范圍內(nèi)，高度穩(wěn)定的中心頻率，可編程帶寬，高噪聲抑制，可吸收輸出百毫安的，外部可調(diào)VCO頻率等NE567，常見(jiàn)的應(yīng)用是高度免疫的誤觸發(fā)，雙音頻解碼，遙控器，超聲波控制，監(jiān)測(cè)頻率等。

　　NE567接近探測(cè)器電路

　　一個(gè)簡(jiǎn)單的接近探測(cè)器電路采用NE567在這里顯示。第8針是內(nèi)部輸出驅(qū)動(dòng)電路IC內(nèi)部的輸出終端。此引腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，輸入頻率的IC（PIN3）在檢測(cè)帶。電阻R7和電容C4設(shè)置的振蕩頻率。這些振蕩是在5腳和它耦合到終端的組裝起來(lái)使用電容C3挑。候機(jī)樓B拿起通過(guò)電容C1的晶體管Q1的基振蕩，和夫婦。Q1和Q2形成了一個(gè)兩階段的集電極基極偏置2級(jí)放大器。R1和R4是基地偏置電阻，Q1和Q2的集電極。C2的夫婦輸出第一階段到第二階段。拿起信號(hào)，從而放大并應(yīng)用于IC的輸入引腳（PIN3）通過(guò)電容C7。5233形成輸出濾波電容器和電容C5決定接收信號(hào)的頻帶寬度。C9是由電源旁路電容。C2和R2提供了一個(gè)VCO信號(hào)的相移與此相移信號(hào)從IC由IC檢測(cè)。當(dāng)一些附近的成立大會(huì)，其終端的變化之間的電容挑對(duì)象。這種電容的變化而變化的頻率，IC檢測(cè)到這一變化，并顯示指示。電阻R8限制輸出LED電流。

　　解讀ZigBee無(wú)線終端溫度測(cè)試系統(tǒng)電路

　　隨著人們生活水平的提高，食品的安全衛(wèi)生越來(lái)越受到人們的重視。每年技術(shù)監(jiān)督部門(mén)都要對(duì)全市各冷庫(kù)食品進(jìn)行抽檢，檢查后發(fā)現(xiàn)市民每年消費(fèi)的農(nóng)產(chǎn)品及其他易腐食品中有很大部分就是因?yàn)槔洳?、冷凍未達(dá)到要求而變質(zhì)的，因此對(duì)冷庫(kù)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)于貯藏品的質(zhì)量保證顯得尤為重要。由于ZigBee應(yīng)用的低帶寬要求，ZigBee節(jié)點(diǎn)可以在大部分時(shí)間內(nèi)為睡眠模式，以節(jié)省電池能量。當(dāng)接收到廣播信標(biāo)時(shí)被喚醒并迅速發(fā)送數(shù)據(jù)，然后重新進(jìn)入睡眠模式。 ZigBee可以在15毫秒或更短的時(shí)間內(nèi)由睡眠模式進(jìn)入活動(dòng)模式，因此即使處于睡眠的節(jié)點(diǎn)也可以實(shí)現(xiàn)低時(shí)延的目的。

　　系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

　　單個(gè)冷庫(kù)溫度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的下位機(jī)主要是由單片機(jī)與溫度傳感器、無(wú)線射頻收發(fā)器、鍵盤(pán)電路、顯示電路、時(shí)鐘電路等構(gòu)成，上位機(jī)由單片機(jī)與無(wú)線射頻收發(fā)器構(gòu)成。下面將主要介紹上述幾個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)。上位機(jī)與下位機(jī)的單片機(jī)AT89C51的最小系統(tǒng)均如圖3所示，圖中外接晶體以及電容C2、C3構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其值均為30PF左右，晶振頻率選6MHZ。外接復(fù)位信號(hào)采用的是上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位的結(jié)合。

　　本系統(tǒng)為多點(diǎn)溫度測(cè)試，溫度傳感器DS18B20既可寄生供電也可外部電源供電。為了盡可能減少使用單片機(jī)的I/O口，我們采用外部電源供電方式。同時(shí)注意單總線上所掛接的DS18B20的數(shù)目不宜超過(guò)8個(gè)，否則需考慮總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。其硬件連接電路如圖4所示：

　　XBee Pro模塊自帶軟件包，可以直接實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無(wú)線通訊，但需要提前將XBee Pro模塊進(jìn)行匹配，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線通訊功能。因?yàn)閱纹瑱C(jī)管腳電壓為5V，而XBee Pro模塊的管腳電壓為3.3V，故若將兩模塊連接需使用光電隔離。其中上位機(jī)與下位機(jī)分別都有XBee Pro模塊與單片機(jī)的連接，其硬件連接均如圖5，設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立式鍵盤(pán)，以查詢方式工作。直接用I/O口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條I/O口線，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)相互不會(huì)產(chǎn)生影響，其接口電路如圖6所示：

　　TOP9 獨(dú)立式鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)

　　P2.1口表示起動(dòng)鍵，起動(dòng)系統(tǒng)工作。P2.2口表示停止鍵，停止系統(tǒng)工作。P2.3口表示通道切換鍵，選擇要觀察的那路溫度。P2.4口表示設(shè)限鍵，設(shè)定系統(tǒng)工作環(huán)境的范圍。P2.5口表示加一鍵，數(shù)字“+”鍵，按一下則上限溫度設(shè)定值加1。P2.6口表示減一鍵，數(shù)字“—”鍵，按一下則下限溫度設(shè)定值減1。

　　顯示電路采用的是如圖7所示的共陰極七段數(shù)碼管，顯示方式為節(jié)約硬件資源的動(dòng)態(tài)掃描方式。

　　DSl337是一種超小型的串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，除了具有其他時(shí)鐘芯片所具有的記錄秒、分、時(shí)、星期、日、月、年，鬧鐘，可編程方波輸出外，最大的特點(diǎn)是體積小，連線少，性能良好。下位機(jī)單片機(jī)AT89C51與串行時(shí)鐘DS1337的硬件連接如圖8所示（其中R1=R1=R3=R4=3K）：

　　NE56604能為多種微處理器和邏輯系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)，其門(mén)限電平為4.2V。在電源突然掉電或電源電壓下降到低于門(mén)限電平時(shí)，NE56604將產(chǎn)生精確的復(fù)位信號(hào)。要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)單片機(jī)的輸出信號(hào)與監(jiān)測(cè)單元PC機(jī)的通訊，通常利用監(jiān)測(cè)單元PC機(jī)配置的異步通信適配器，通過(guò)MAX232電平轉(zhuǎn)換器即可實(shí)現(xiàn)。其電平轉(zhuǎn)換電路如圖10所示：

　　低溫有毒的環(huán)境中解脫出來(lái)，為企業(yè)節(jié)約人力成本，又可以方便我們隨時(shí)對(duì)其現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)控。毫無(wú)疑問(wèn)，在監(jiān)溫系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)線傳感器技術(shù)以及適于它的 ZigBee無(wú)線通信協(xié)議，是現(xiàn)在及將來(lái)冷庫(kù)溫度監(jiān)控的研究熱點(diǎn)并具有廣泛的應(yīng)用前景。本文介紹了冷庫(kù)溫度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用了近年發(fā)展起來(lái)的 ZigBee無(wú)線通信技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，一旦建立了數(shù)據(jù)傳輸鏈路，后續(xù)的數(shù)據(jù)幀傳輸就可以直接采用CSMA.CA機(jī)制，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)沿樹(shù)傳輸直到完成所有數(shù)據(jù)幀的傳輸。