单片机毕业设计(2)

基于无线射频模块的汽车防盗报警设计

2.方案论证

2.1 系统总体方案论证

温度检测系统有着共同的特点：测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等。若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、A/D 转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。这样，由于各种因素会造成检测系统较大的偏差；又因为检测环境复杂、测量点多、信号传输距离远及各种干扰的影响，会使检测系统的稳定性和可靠性下降 。所以温度检测系统的设计的关键在于两部分：温度传感器的选择和主控单元的设计。

方案一：采用数字电路方式，利用逻辑电路构成控制部分，开关实现数值的输入，而且由于整个系统采用数字信号控制方式，仅仅显示部分的硬件就非常庞大，可见整个系统的硬件电路非常的复杂，并且控制的方式也不容易实现。

方案二：采用单片机来实现控制。通过键盘的功能键控制单片机实现各个功能，单片机软件编程灵活、自由度大，可编程实现温湿度传感器的控制及运行；并且程序都模块化，方便利用。硬件电路方面与方案一相比较非常简单，在硬件确定的情况下，只要修改程序就能使整个系统达到设计要求。下图为设计框图。

图2.1 系统设计框图

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3.元器件选择

3.1温度传感器部分

方案一：采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。

方案二：采用单片模拟量的温度传感器，比如AD590,LM35等。但这些芯片输出的都是模拟信号，必须经过A/D转换后才能送给计算机，这样就使得测温装置的结构较复杂。另外，这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器，不能进行多点测量。即使能实现，也要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。

方案三：采用数字温度传感器DS18B20测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线性度较好。在0~100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1820和微控制器STC89C52构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与计算机连接。这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大，且由于STC89C52可以带多个DSB1820，因此可以非常容易实现多点测量。轻松的组建传感器网络。

采用温度芯片DS18B20测量温度，可以体现系统芯片化这个趋势。部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。

3.2 单片机的选择

方案一：采用STC89C52八位单片机实现。单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。既可以单独对DS18B20控制工作，还可以与PC机通信.运用主从分布式思想，由一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）温度数据采集，组成两级分布式温度测量的巡回检测系统,实现远程控制。另外STC89C52在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。

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方案二：使用MSP430作控制器，德州仪器 (TI) 的超低功率16位RISC 混合信号处理器MSP430产品系列为电池供电测量应用提供了最终解决方案。作为混合信号和数字技术的领导者，TI创新生产的MSP430，使系统设计人员能够在保持独一无二的低功率的同时同步连接至模拟信号、传感器和数字组件。但在温度采集和实施控制这个重要的场合低功耗相对来说显得就不是那么重要了，而应该考虑它的稳定性、准确性，同时对比STC89C52能够在性能和资源都可以到达一个最佳的状态，可以避免用MSP430的不必要的资源浪费。

综上，我们传感器采用方案二，控制器采用方案一。

3.3 显示器件的选择

方案一：采用LED数码管显示。LED数码管也称半导体数码管，是目前数字电路中最常用的显示器件。它是以发光二极管作笔段并按共阴极方式或共阳极方式连接后封装而成的。数码管只能显示固定数字和字母，而且其接口及驱动电路比较复杂，如图2.1。

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图3.1 数码管与单片机连接图

方案二：采用LCD显示。LCD显示具有接口简单，可显示文字、图形，输出信息相当丰富，并具有一屏输出多路信息的特点，比较适合本设计，同时对液晶的控制口线也不多。

由于LED数码显示器显示方面的局限性，不能提供文字画面显示。而LCD灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成人机交互图形界面，低电压低功耗是其又一显著特点。综上所述：同时考虑到本设计要显示多路数字信息，采用LCD显示信息比较方便。故采用LCD液晶屏显示。

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4.系统的硬件电路设计

4.1系统总体电路设计

本次设计采用无线收发一体射频模块nRF24L01，对数据进行无线传输。采用STC89C52单片机结合串口通信技术设计了低功耗采集电路。最后在PC机上完成配置、显示和报警等功能。发射子系统原理框图如图1所示；接受子系统由主控芯片STC89C52单片机、温湿度传感器、无线射频发射模块、天线、等组成。如图2所示。

图4.1 发射子系统原理框图

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