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单片机实时监测报警系统

高工
2014-03-06 11:00:01    评分

作者:徐州工程学院 赵德顺 周晓炜 蔡宏飞

指导教师:滕道祥 陈卿

 

作品简介

  开发背景:

  温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域,在工业企业和农业中,如何准确的实时测量温度和预警温度显得十分重要。比如我们做某些实验室需隔一段时间,测量一次温度,如果可以自定义温度采集那将方便得多。在此我们做了一个温度实时监测与报警系统。

  结构说明:

  本系统主要有STC单片机IAP15F2K61S2,DS1302时钟芯片,DS18B20温度传感器,LCD12864,NR2401收发模块,无线按键构成。NR2401需3.3v电压,所以还需AMS11173.3稳压模块组成。单片机分为主机和从机两个部分,主机主要有IAP15F2K61S2,NR2401接收模块,时钟芯片ds1302,5v转3.3v稳压模块构成。

  从机主要有IAP15F2K61S2,NR2401接收模块,温度传感器组成。

结构示意图:

        1、主从机示意图

 

  功能与使用说明:

 

  以上就是温度实时监测报警系统的全部功能。

   作品特色:

  温度传感器采用温度芯片DS18B20。采用DS1302芯片,数据处理方便,单片机外接接口少。无需AD转化。节约成本。

  无线温度传输采用NR2401。价格便宜。淘宝上最便宜的4.2元一个.数据处理方便。比同类型具有较高性价比。

  液晶采用TFT2.4,界面绚丽。比较人性化。性价比较高。

  此系统特色:相比单一模块的温度显示。无线传输使温度系统具有应用范卫更广,便于远距离测量。无线按键可以让主机显示模块装在一个密封盒子里,相比于有按键的,可以大大延长主机寿命。进而节约设备成本。相对于把单片机做下位机,电脑做上位机的温度采集系统。在某些场合此系统更具有优越性,并且类似上位机的采集功能。成本低,便于安装和量产。

  在程序移植方面。由于程序全都是模块化封装。更加利于移植。在某些不需要无线模块无线按键的场合,我们可以把相应的函数修改一下。在此我将提供在相应修改函数以供参考。

  作品缺点:

  无线传输最大只能和六个NR2401进行无线传输。在要求响应速度方面。Ds18b20不如模拟传感器,虽然此次使用的加强版的51单片机。但在某些场合仍不使用。

 

平台选型说明

  IAP15F2K61S2系列单片机是STC生产的单时钟、机器周期(1t)的单片机。是高速,高可靠,低功耗,超强抗干扰的新一代8051单片机,采用第八代加密技术,超强加密,指令代码完全兼容传统传统8051,但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟,精度高。可以彻底省掉外部昂贵的晶振,和复位电路。

 

设计说明

  主控芯片:

  IAP15F2K61S2系列单片机是STC生产的单时钟、机器周期(1t)的单片机。是高速,高可靠,低功耗,超强抗干扰的新一代8051单片机,采用第八代加密技术,超强加密,指令代码完全兼容传统传统8051,但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟,精度高。可以彻底省掉外部晶振和复位电路。

  时钟芯片:

  DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片,内含有一个实时时钟/日历和31 字节静态RAM,通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路.提供秒分时日日期.月年的信息,每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24 或12 小时格式.DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信,仅需用到三个口线:1 RES 复位,2 I/O 数据线,3 SCLK串行时钟.时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31 个字节的字符组方式通信.DS1302 工作时功耗很低,保持数据和时钟信息时功率小于1mW.DS1302 是由DS1202 改进而来,增加了以下的特性.双电源管脚用于主电源和备份电源供应Vcc1,为可编程涓流充电电源附加七个字节存储器.它广泛应用于电话传真便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域.

  电压调整器:

  AMS1117是一个低漏失电压调整器,它的稳压调整管是由一个PNP驱动的NPN管组成的,漏失电压定义为: VDROP = VBE+ VSAT。

  AMS1117有固定和可调两个版本可用,输出电压可以是:1.2V,1.5V,1.8V,2.5V,2.85V,3.0V,3.3V,和5.0V。片内过热切断电路提供了过载和过热保护,以防环境温度造成过高的结温。

  为了确保AMS1117的稳定性,对可调电压版本,输出需要连接一个至少22μF的钽电容。对于固定电压版本,可采用更小的电容,具体可以根据实际应用确定。通常,线性调整器的稳定性随着输出电流增加而降低。

  液晶模块:

  是一块高画质的TFT 真彩LCD 模块,具有丰富多样的接口、编程方便、易于扩展等良好性能。内置专用驱动和控制IC(SPFD5408),并且驱动IC 自己集成显示缓存,无需外部显示缓存。

  模块的2.4英寸TFT-LCD显示面板上,共分布着240×320个像素点,而模块内部的TFT-LCD驱动控制芯片内置有与这些像素点对应的显示数据RAM(简称显存)。模块中每个像素点需要16 位的数据(即2 字节长度)来表示该点的RGB 颜色信息,所以模块内置的显存共有240 × 320 × 16bit 的空间,通常我们以字节(byte)来描述其的大小。

  模块的显示操作非常简便,需要改变某一个像素点的颜色时,只需要对该点所对应的2个字节的显存进行操作即可。而为了便于索引操作,模块将所有的显存地址分为X 轴地址(X Address)和Y轴地址(Y Address),分别可以寻址的范围为X Address=0~239,Y Address = 0~319,X Address 和Y Address交叉对应着一个显存单元(2byte);这样只要索引到了某一个X、Y 轴地址时,并对该地址的寄存器进行操作,便可对TFT-LCD 显示器上对应的像素点进行操作了。

  无线传输芯片:

  2.4Ghz 全球开放ISM 频段免许可证使用。最高工作速率2Mbps,高效GFSK调制,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合。126 频道,满足多点通信和跳频通信需要。内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制。低功耗1.9 - 3.6V 工作,待机模式下状态为22uA;掉电模式下为900nA。内置2.4Ghz 天线,体积小巧15mm X29mm。模块可软件设地址,只有收到本机地址时才会输出数据(提供中断指示),可直接接各种单片机使用,软件编程非常方便。内置专门稳压电路,使用各种电源包括DC/DC 开关电源均有很好的通信效果。2.54MM间距接口,DIP封装工作于Enhanced ShockBurst 具有Automatic packethandling, Auto packet transaction handling,具有可选的内置包应答机制,极大的降低丢包率。与51系列单片机P0口连接时候,需要加10K的上拉电阻,与其余口连接不需要。

  温度采集芯片:

  DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点,可直接将温度转化成串行数字信号(按9位二进制数字)给单片机处理,它具有三引脚TO-92小体积封装形式,温度测量范围-55~+125℃,可编程为9~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出,其工作电源既可在远端引入,业可采用寄生电源方式产生,多个DS18B20可以并联到三根或者两根线上,CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。从而可以看出DS18B20可以非常方便的被用于远距离多点温度检测系统。

  无线按键:

  工作电压为DC5V,接收灵敏度为-98db。有7个脚位,分别是VT、D3、D2、D1、D0、+5V、GND。VT是有效信号高电平输出脚,一旦接收到有效信号,该脚输出高电平,也可驱动继电器。 遥控器上有四个按键,分别对应接收板上的四个数据位输出脚D0、D1、D2、D3。按按键发射信号,对应的数据位就会输出高电平。

 

此文档的视频来自:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13378




关键词: IAP15F2K61S2     实时     监测     报警系统         

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