无线传感网技术与应用报告Word格式.docx

1、3.4 调试接口 33.5 无线设备 3四、 DS18B20 44.1 DS18B20 工作原理 44.2 DS18B20的主要特性 5五、软件设计方案 55.1 程序流程图 55.2 所需用到的部分 C 语言程序 75.3 实验过程及结果 12六、总结 13七、参考文献 13一、 设计题目本次的设计题目要求是基于 DS18B20的温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块等。其中温度采集模块所选用的是 DS18B20数字温度传感器进行温度采集，温度显示模块用液晶显示屏显示。二、硬件设计方案CC2530 结合了领先的 RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型 8051 CPU，

2、系统内可编程闪存， 8-KB RAM 和许多其它强大的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本： CC2530F32/64/128/256，分别具有 32/64/128/256KB 的闪存。 CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。其引脚如图 1.1 所示。图 2.1 CC2530芯片2.2 芯片概述如图 1.2 所示是 CC2530 的方框图，图中模块大致可以分为三类： CPU 和内存相关的模块；外设、时钟和电源管理相关的模块，以及无线电相关的模块。图 2.2 CC2530 的方框图三、 CC2530模块说明3.1

3、CPU 和内存CC253x 芯片系列中使用的 8051 CPU 内核是一个单周期的8051 兼容内核。它有三种不同的内存访问总线（ SFR，DATA 和CODE/XDATA），单周期访问 SFR，DATA和主 SRAM。它还包括一个调试接口和一个 18 输入扩展中断单元。3.2 中断控制器总共提供了 18 个中断源，分为六个中断组，每个与四个中断优先级之一相关。当设备从活动模式回到空闲模式，任一中断服务请求就被激发。 一些中断还可以从睡眠模式 （供电模式 1-3 ）唤醒设备。3.3 外设CC2530 包括许多不同的外设，允许应用程序设计者开发先进的应用。3.4 调试接口执行一个专有的两线串行接

4、口，用于内电路调试。通过这个调试接口，可以执行整个闪存存储器的擦除、控制使能哪个振荡器、停止和开始执行用户程序、执行 8051 内核提供的指令、设置代码断点，以及内核中全部指令的单步调试。使用这些技术，可以很好地执行内电路的调试和外部闪存的编程。设备含有闪存存储器以存储程序代码。 闪存存储器可通过用户软件和调试接口编程。闪存控制器处理写入和擦除嵌入式闪存存储器。闪存控制器允许页面擦除和 4 字节编程。3.5 无线设备CC2530 具有一个 IEEE 802.15.4 兼容无线收发器。 RF 内核控制模拟无线模块。 另外，它提供了 MCU和无线设备之间的一个接口，这使得可以发出命令，读取状态，自

5、动操作和确定无线设备事件的顺序。无线设备还包括一个数据包过滤和地址识别模块。四、 DS18B204.1 DS18B20工作原理DS18B20的读写时序和测温原理与 DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s 减为 750ms。 DS18B20测温原理如图所示。 图 3.1 中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器 1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器 2 的脉冲输入。计数器 1 和温度寄存器被预置在 -55 所对应的一个基数值。计数器 1 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计

6、数， 当计数器 1 的预置值减到 0 时，温度寄存器的值将加 1，计数器 1 的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器 2 计数到 0 时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器 1 的预置值。图 3.1 DS18B20测温原理图4/174.2 DS18B20的主要特性、 独特的单线接口方式， DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20的双向通讯。 、测温范围 -55 +125，固有测温误差 1。、支持多点组网功能，多

7、个 DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联 8 个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。、工作电源 : 3.05.5V/DC （ 可以数据线寄生电源 ） 、在使用中不需要任何外围元件、 测量结果以 912 位数字量方式串行传送 、不锈钢保护管直径 6 、适用于 DN1525, DN40DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温、 标准安装螺纹 M10X1, M12X1.5, G1/2 任选 、PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线 , 便于与其它电器设备连接。五、软件设计方案5.1 程序流程图程序流程图如图 4.1 所示。5/17开始初始化

8、，设置常量调用 DS18B20初始化子程序读取温度转换值调用数据处理子程序生成显示码显示温度值图 4.1 程序流程图6/175.2 所需用到的部分 C 语言程序（1）Main（）/* *文 件 名 : main.c*功能描述 : DS18B20 温度传感器值测试程序* 日 期 : 2013/11/15*作者 :*/#include smartrfeb.h #include bool bread;int count;extern uint16 readTemp（）;/* 函数名称： CalcTempture*功能描述： DS18B20温湿度转换计算函数*入口参数： val ：温度读取值*/voi

9、d CalcTempture（uint16 val）uint16 tmp;float temp;char s16;temp=（float）val）*0.625; / 放大 10倍7/17tmp=（uint16）temp;sprintf（s, （char*）: %d.%d C, （uint16）（tmp / 10）, （uint16）（tmp % 10）;PutString（50,35,s）; / 在 LCD 屏上显示湿度值if（tmp=220&tmp=240&260） LED1=1;LED2=1;=260&280） LED1=1;LED3=1;=280&tmp） LED1=1;LED4=1;/

10、* *函数名称： main DS18B20测试主函数* */void main（void）SET_CLOCK_SOURCE（CRYSTAL）; / 设置主时钟while （CLKCONSTA &0xC0）!= 0）; / 等待时钟稳定SET_CLOCK_CLKSPD（1）;SET_CLOCK_TICKSPD（16）; /32M-16 分频=2MHzTIMER1_CLOCK_DIVIDE（32）; /2M-32 分频=62.5KHzTIMER_MODE_SELECT（1,T_MODE_FREE）; /定时器 1 自由计数 65535/（62.5*1000）=1.04856 秒8/17INIT_L

11、ED1（）;LCD_Init（）; / 初始化 LCDSetBackLight（50）; / 设置背光ClrScreen（）;FontSet_cn（1,1）; / 设置显示字体PutString_cn（30,10, 温度测量 ）;PutString_cn（0,35, 温度值 :FontSet（1,1）;IEN1 |= （0x01 1）; / 开定时器中断；EA = 1; / 开总中断；count=0;IO_DIR_PORT_PIN（1, 1, IO_OUT）;IO_DIR_PORT_PIN（1, 2, IO_OUT）;IO_DIR_PORT_PIN（1, 3, IO_OUT）;IO_DIR_P

12、ORT_PIN（2, 0, IO_OUT）;LED1=1;while（1）if（bread=1）bread=0;CalcTempture（readTemp（）;（2） LCD/= =/文件名 : LCD_Dis.c/日 期 : 2009/02/10/ 描 述 : MzLH04-12864 LCD 显示模块驱动 V1.0 版/ 基本功能接口函数集9/17/参考:无/版 本 :/ 2009/02/10 First version Mz Designhal.h#define Dis_X_MAX128-1#define Dis_Y_MAX64-1unsigned char X_Witch=6;unsi

13、gned char Y_Witch=10;unsigned char X_Witch_cn=16;unsigned char Y_Witch_cn=16;unsigned char Dis_Zero=0;/#define SPI_RESP0_0#defineSPI_SCKP1_5SPI_SDAP1_6SPI_CSP1_4void LcdPortInit（）IO_DIR_PORT_PIN（0, 0, IO_OUT）;IO_DIR_PORT_PIN（1, 4, IO_OUT）;IO_DIR_PORT_PIN（1, 5, IO_OUT）;IO_DIR_PORT_PIN（1, 6, IO_OUT）;/

14、函数 : void LCD_Init（void）/描述 : LCD初始化程序，主要在里面完成端口初始化以及LCD模块的复位/参数: 无/返回:/备注 :10/17/版本 :/=void TimeDelay（unsigned int Timers）unsigned int i;while（Timers）Timers-;for（i=0;i100;i+） ;void LCD_Init（void）LcdPortInit（）;/SS 和 SCK预先设置为高电平SPI_SCK = 1;SPI_CS = 1;/复位 LCD模块/SPI_RES = 0;TimeDelay（50）;/保持低电平大概 2ms 左

15、右/SPI_RES = 1;TimeDelay（80）; / 延时大概 10ms 左右11/175.3 实验过程及结果如图 5.3.1 所示，将程序按照一定的步骤下载到开发板上。图 5.3.1 程序下载其结果显示如图 5.3.2 所示。用手捏住温度传感器，可以观察到温度值逐渐上升，松手，温度值逐步下降。图 5.3.2 温度测量结果显示12/17六、总结七、参考文献【1】 王小强，欧阳俊，黄宁淋， ZigBee 无线传感器网络设计与实现【 M】. 北京：化学工业出版社， 2014.【2】 李文仲，等 .ZigBee2007/PRO 协议栈实验与实践【 M】 . 北京：北京航空航天大学出版社， 2009.【3】 瞿雷，刘盛德，胡咸斌， ZigBee 技术及应用【 M】. 北京：北京航空航天大学出版社， 2007.13/17