基于AT89LV52和CC1000的无线测温系统的设计

本文阐述了一种无线测温系统的功能和设计方法,给出了硬件框图和程序流程图。介绍了以 AT89LV52 为核心的控制模块，CC1000无线发射模块的设计思路，重点介绍温度采集的方法和使用的通信协议。本系统不仅具有很高的可靠性，与国内外目前的主流无线温度测量系统相比，本系统在测温精度上也达到了较高的水平。

1 引言

目前，温度测量已被广泛应用于钢铁、冶金、工业焊接等各个领域。这些应用的待测温度很高，测量环境非常恶劣。传统的有线测温装置，在这种测温环境下，或无法应用，或受到很多限制。这就要求测温系统能够耐受恶劣的环境，还要具有高的测量精度和温度采集速度，并能在远距离由上位机处理。

2 系统的硬件电路设计

根据上述工业生产的需要，本文研发出了一种无线测温系统。本系统具有独立的温度补偿电路，解决了某些集成温度补偿芯片温度采集速度慢的问题，提高了温度测量的灵敏度。由于本系统使用 CCl000 无线通讯芯片，故可以在一定距离由上位机接收数据并实时监控。能够实时显示温度，温度可发射到上位机作进一步的分析计算。本系统的硬件结构图如图 1 所示。

2.1 以 AT89LV52 为中心的系统控制模块

AT89LV52 是一个低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含 8k 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），片内置通用 8 位中央处理器 Flash 存储单元，32 个外部双向输入 / 输出（I/ O）端口。当系统处于发送状态时，AT89LV52用于对热电偶的输入模拟信号进行采集，并将采集信号经12位AD转换器转换为数字信号，然后由AT89LV52对数据进行查表，再将其转换为温度数据，对数据进行处理、打包。最后将数据写入 FLASH 芯片。当系统处于等待，状态时，它将与上位机通过 USB 接口进行通信。CP2102 可完成串口与USB接口的转换。如果系统接到上位机的命令，要求读取数据，则AT89LV52 将从 FLASH 芯片将数据读出，然后通过串口发送出去，再经CP2102，由USB 接口输入上位机。

2.2 以 CCl000 为中心的无线发射模块

CC1000 是 Chipcon 公司生产的射频收 发 芯 片 ，它 的 典 型 的 工 作 频 率 为315M，868M 和 915MHZ，。在本设计中将其频率设定为 433MHZ 周围的 10 个频率点。CC1000 通过简单的 3 个串行接口（PDATA，PCLK，PALE）完成与微控制器 AT89LV52 的连接，同时该微控制器也是通过这三个接口完成对CC1000 内部寄存器的配置。

当 CC1000 模块处于低电位模式下时，要首先唤醒 CC1000 到接收模式，完成CC1000 模块校准。对接收到的数据的解码，我们发送的数据包的帧格式为：帧同步码 +帧头+数据包长度+数据。其中帧同步码为20个AA组成，帧头为2个1E 组成，解码端分别设置其相应的状态标志位，只有检测到符合条件的信号时才将该标志位设为 1。接收端按照数据包长度对数据进行正确的接收和回传。在默认的情况下 CC1000 处于接收状态，只有当 PC 机有数据要发送的时候才将其设置为发射状态。发射的顺序按照协议，即首先发送的是 20 个 AA，然后是 2 个1E，再就是数据长度，在这之前要得到的数据长度信息，最后是我们要发送的数据信息。