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智能蓝牙温度监测系统电路设计
接线图
2023年02月01日 21:09 288
admin
无论是粮食仓库、中药仓库，还是图书保存。都需要在符合规定的温度环境条件之中。而温度却是最不易保障的指标。针对这一情况。研制一款可靠、方便、易及时调控的温度检测系统就显得极为重要。运用D1S18B20采集数字信号，通过蓝牙无线通信技术和USB接口技术。实现由89S52单片机检测控制温度的监测系统。整个系统由采集板、通信板和PC机监控程序组成。采集板以温度监测芯片DS18B20t21、单片机芯片AT89S52和蓝牙芯片BC4为核心分时完成监听主机的命令和数据采集以及数据发送的功能。可以根据接收到的主机的命令随时改变系统的工作状态。通信板以USB 芯片PDIUSBD12、单片机芯片AT89S52为核心，实现数据接收、数据发送，以及将采集回来的外部信号通过波形图实时显示在PC机界面上。同时把数据保存到数据库中。
蓝牙模块—无线接收发射电路
系统采用了CSR蓝牙芯片BC417143。该芯片采用Blue4.0、支持主或从模式、支持AT命令集、支持波特率为2 400到1 382 400 bps，适用于嵌入式串口传输无线的全新的模块。值得注意的是。蓝牙芯片工作在3.3 V，而MCU工作在5 V.存在逻辑电平不匹配问题。且IO管脚无法容忍MCU的5 V逻辑电平。设计中采用了1117芯片进行电平转换输出3.3 V.蓝牙与MCU连接需经过电平限制以保证蓝牙模块正常工作，以下是蓝牙模块的电源选择方案及串口模块的引脚定义。
图3 蓝牙模块的电路原理图
采集板电路原理图
采集板电路原理图如图4。蓝牙模块主要与单片机的串行IO口连接。数字温度传感器DS18B20与单片机的P1.0口连接。继电器则与P1.2口连接。温度传感器DS18B20 将温度转化为数字信号通过P1.0 El送给单片机。经单片机处理后的数据由串口传给蓝牙模块（BLUETOOTH） 也可以通过蓝牙模块接收通信板发来的指令2-2通信板电路设计通信板主要由单片机、蓝牙模块、USB模块等相关电路构成。如图PDIUSBD12是一款性价比很高的USB器件它通常用作微控制器系统中实现与微控制器进行通信的高速通用并行接口。它还支持DMA传输此外它还集成了许多特性。包括 SoftConnetTM、GoodLinkTM、可编程时钟输出低频晶振和终止寄存器集合 所有这些特性都为系统显着节约了成本。同时使USB功能在外设上的应用变得容易。
图4 采集板电路原理图
PDIUSBD12的8根DATA引脚与单片机的PO口相连接，采用10 k的排阻作为上拉电阻；SUSPEND是当芯片挂起状态挂起时，输出为高。与单片机的P1.1连接：INT_N是中断请求。与单片机的IN，m 连接：RD N和WR N读写选通信号分别与单片机的RD和WR连接；DMREQ、DMACK N、EOT N分别是DMA 的中断请求、DMA应答和DMA传输完成。由于没用启用DMA功能直接接高电平。RESET N是复位引脚。接单片机的P1.7；GL N是芯片的工作指示灯。接人一个LED指示灯。可以直接观察USB设备的运行状态；XTAL1和XTAL2接6MHZ.CS N为片选信号。接单片机的PI.6，A0地址线，采用I／O口模拟，接单片机P3.4：D+和D一是USB的差分数据线分别串联一个l8 Q的阻抗匹配电阻。后接USB插头上 。
蓝牙模块连接方法与采集板的连接方式相同
通讯板的信号流程为：由采集板采集的温度数据经蓝牙模块传输到通讯板上，送到单片机上处理。通过PDIUSBD12传输到PC上进行显示保存。单用户在PC上进行操作时，数据由PC通过PDIUSBD12传送到单片机。再经过蓝牙传输，送到采集板进行相对的响应。
图5 通信板电路原理图
电子发烧友网技术编辑点评分析：
本文提出了一种基于USB与蓝牙芯片BC417143的无线温度监测系统的设计方案。并从硬件方面介绍了系统的设计过程。实现了对温度信息进行的无线数据采集。利用蓝牙芯片作为无线收发模块。DS18B20作为温度数据采集。USB接口芯片作为与PC机的通信接口。简化了电路设计并具有易扩展和组网的特点。
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