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    (4)利用热辐射原理制成的高温计。热辐射高温计通常分为两种:一种是单色辐射高温计,一般称光学高温计;另一种是全辐射高温计,它的原理是物体吸收热辐射后,视物体本身的性质,能将它吸收、透过或反射。

    温度检测系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的温度检测系统来讲,同日本、美国、德国等先进国家相比,总体发展水平仍然不高。

    1.3 设计任务的分析

    用单片机结合编程来设计无线温度检测系统。整个系统分为硬件和软件两个部分,硬件部分主要由电源电路、单片机最小系统电路、温度采集电路、无线收发电路及显示电路组成。单片机采用的是AT89S51系列的芯片。本次设计的主要工作是进行方案设计;然后熟悉单片机和软件的使用;完成硬件模块的选择和设计以及硬件电路设计和软件编写。

    2.系统方案选择与分析

    2.1 系统方案分析

    2.1.1 主控芯片方案

    方案一:采用的是传统的AT89S51单片机作为主控芯片。此芯片具有价格便宜、集成度高、操作简单、功耗低等特点。

    方案二:采用的是MSP430F149系列单片机作为主控芯片。此单片机是一款高性能、低功耗的16位单片机,具有非常强大的功能,且内置12位高速ADC模数转换器。但其价格比较昂贵,而且是TPFQ贴片封装,不利于焊接,需要PCB制板,大大增加了成本和开发周期[2]。

    方案三:采用的是STC12C5A60S2系列单片机作为主控芯片。此芯片内置ADC模数转换器和SPI总线接口,并且内部时钟不分频,可达到1MPS。

    从性能和价格上综合考虑,最终选择方案一,即采用AT89S51作为本系统的主控芯片。

    2.1.2 无线通信模块方案

    方案一:采用GSM模块进行无线通信,GSM模块需要借助移动卫星,虽然能够远距离传输,但是其成本较大,需要内置SIM卡,通信过程中需要收费,后期成本较高,不利于操作。

    方案二:采用TI公司CC2430无线通信模块,此模块采用Zigbee总线模式,传输速率可达250kbps,且内部集成高性能8051内核。但是此模块价格较贵,且Zigbee传输协议相对比较复杂。

    方案二:采用nRF24L01无线射频模块进行通信,nRF24L01是一款高速低功耗的无线通信模块。它能传输上千米的距离,而且价格较便宜、,采用SPI总线通信模式电路简单,操作方便。

    考虑到可操作性、经济和编程等情况,采用方案三的nRF24L01无线模块作为本系统的通信模块。

    2.1.3 温度检测方案

    方案一:采用单片集成两端感温电流源AD590。AD590是可以运用到热力学温度、摄氏温度等检测的具体电路,广泛应用于不同的温度控制场合,AD590有精度高、价格低、不需辅助电源、线性好等优点,但是它需要用到差分放大器和A/D转换,使用的原器件比较多。

    方案二:采用美国DALLAS公司生产的 DS18B20数字温度传感器芯片,具有耐磨耐碰、体积小、使用方便、封装形式多样等特点,广泛适用于各种领域,经济且方便[]。

    使用DS18B20数字温度传感器线路简单、编程容易,但是它比AD590精度低。AD590需要其它辅助电路,线路复杂,编程难度大。考虑到电路的设计、成本等情况,选择方案二,即使用DS18B20作为本系统的温度传感器。

    2.1.4 显示模块方案

    方案一:采用LCD12864来显示信息,LCD12864是一款通用的液晶显示屏,能够显示多数常用的汉字及ASCII码,还可以绘制图片,描点画线。如果使用它,可以设计出理想的效果。

    方案二:采用字符液晶LCD1602显示信息,LCD1602是一款比较通用的字符液晶模块,能显示字符和数字等信息。它不仅价格便宜,而且容易控制。

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