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无线智能温控系统的硬件设计

摘要

自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是微电子技术和计算机技

术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度测控系统发

展迅速，尤其是控制方面，在智能化、自适应、参数自整定等方面取得显著成果。

在这方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、

性能优异的温度控制器及温度测试仪器仪表，并在各行业广泛应用。

关键词（Keywords）：温度传感器；数据传输；发射电路；PTR2000无线

通信模块

目录

前言…………1

1绪论………2

1.1系统的设计背景……………2

1.2国内外研究现状……………2

1.3系统概述……………………3

2温度采集系统硬件的设计…………………4

2.1温度传感器…………………4

2.2温度测试电路………………5

2.2.1智能温度传感器DS18B20……10

2.2.2键盘以及显示电路…………13

2.2.3电源以及看门狗电路………14

2.3输出通道设计………………15

2.4硬件抗干扰设计……………16

3PTR2000无线通信模块…………………16

3.1PTR2000无线通信模块的概述……………20

3.2PTR2000无线通信协议原理及设计………20

3.2.1无线通信协议的简介………20

3.2.2PTR无线通信协议原理及设计………………25

4无线远程通信的实现及设计………………25

4.1通信概述…………27

4.2计算机与AT89C51单片机的多机通信…………27

4.3远程数据交换的实现………30

4.4无线通信的硬件设计………31

4.4.1无线发射电路的设计……31

4.4.2无线接受电路的设计……32

结论………………34

参考文献…………34

前言

单片机以其高可靠性、高性价比，在工业控制系统、数据采集系统、智能化

仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到广泛的应用。本系统以51单片机为核心，

采用分层主从式结构，一台51单片机负责温度监控任务，分机与主控机之间采

用无线通信方式，实现远程监控。

系统温度采集主要以Atmel公司的AT89C51单片机为控制处理核心，由它完

成对数据的采集处理以及控制数据的无线传输。AT89C51单片机是一种低功耗/

低电压/高性能的8位单片机，它采用了CMOS工艺和高密度非易失性存储器技术，

片内带有一个4KBFlashROM，其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。第二

章详细介绍了采用智能温度传感器DS18B20构成的温度采集系统的硬件设计，

在本文中，主要说明单片机和无线数据收发模块PTR2000的组合，形成单片机的

无线数据传输系统，与微机进行无线数据传输。无线收发一体的数传MODEM模块

PTR2000芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，

因而设计非常方便。该模板块在内部需成了高频接收、PLL合成、FSK调制/解调、

参量放大、功率放大、频道切换等功能，因而是目前集成度较高的无线数据传输

产品。第三章介绍了PTR2000无线通信模块，第四章介绍了无线远程通信的实现

及设计，设计了外围电路和单片机的接口电路。

1绪论

1.1系统的设计背景

随着计算机与信息技术的发展，计算机测量控制系统在越来越多的场合得到