基于8051单片机的无线温度控制系统设计

摘  要

本文介绍的是一个由单片机构成的无线温度控制系统，它利用8051单片机和DS18B20及数码管等其他器件实现。温度测量部分工作原理是单片机利用DS18B20对温度进行采集，然后进行无线发送，接收端收到信号后，进行解码，之后实现温度显示。温度控制部分工作原理是由键盘输入欲设定的温度。温度控制信号送入CPU处理，通过PID算法输出控制信号，经无线收发电路发射出去，接受端收到信号经CPU处理控制半导体温控装置达到欲设定的温度。本文对硬件和软件进行了框图设计，protel原理图设计，程序框图设计，源程序设计，文后附录了完整源程序。

关键词：单片机，无线发送接收，温度控制，LED显示，定时

目  录

摘  要 I

Abstract II

目  录 III

第一章  引  言 1

1.1 课题的研究目的和意义 1

1.2 课题背景 2

1.3 课题来源 3

1.4 短距离无线通信技术的现状与发展趋势 3

1.5 本章小结 5

第二章 系统方案的总体设计 6

2.1 系统方案构想 6

2.2 系统方案的确定 6

2.2.1 传感器方案 6

2.2.2 短距离无线通信模块方案 7

2.2.3 系统控制及数据处理模块方案 8

2.3 器件的选用 9

2.3.1 数字式温度传感器的选择 9

2.3.2 无线收发芯片的选择 11

2.3.3 键盘显示模块的选择[21] 13

2.3.4 温度控制模块的选择 13

2.4 本章小结 14

第三章 电路的硬件设计 15

3.1 温度采集部分电路设计 15

3.1.1 温度数据采集硬件接口电路 15

3.1.2 数字式温度传感器 DS18B20 16

3.2 无线收发电路的设计 21

3.2.1 nRF401芯片的介绍[15] 21

3.2.2 典型应用电路说明 21

3.3 单片机的选择 24

3.4 键盘显示电路的设计 24

3.4.1 键盘硬件电路的设计 24

3.4.2 显示电路的设计 25

3.5 温度控制部分电路设计 26

3.5.1 D/A 转换电路 26

3.5.2 比例积分电路 26

3.5.3 半导体制冷器驱动电路 30

3.6 相关控制电路设计 32

3.7 本章小结 32

第四章 系统的软件设计 33

4.1 主程序设计 33

4.1.1 上位机主程序 33

4.1.2 下位机主程序 33

4.2 子程序设计 35

4.2.1 nRF401 的通信子程序 35

4.2.2 温度测量子程序 36

4.2.3 PID控制子程序 36

4.3 本章小结 40

第五章  结论与展望 41

5.1 结论 41

5.2 展望 41

参考文献 42

致  谢 44

附录1  总体电路图 45

附录2  系统源程序 46