陳子建++戴慶達(dá)++王文博++陳宇++朱紅++李伙全++曾祥華

摘 要：文中實(shí)現(xiàn)了一種基于AT89C51單片機(jī)和DS18B20溫度傳感器的汽車(chē)輪胎防爆系統(tǒng)，無(wú)線收發(fā)數(shù)傳模塊PTR8000用于無(wú)線通信。系統(tǒng)分為發(fā)送端和接收端兩部分，發(fā)送端通過(guò)DS18B20傳感器采集汽車(chē)輪胎溫度并將溫度值傳送給發(fā)送端單片機(jī)，發(fā)送端單片機(jī)經(jīng)PTR8000模塊將溫度值通過(guò)無(wú)線方式傳送給接收端單片機(jī)，接收端單片機(jī)將溫度值在1602液晶上實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)汽車(chē)輪胎溫度高于預(yù)警溫度時(shí)，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音，此外，接收端通過(guò)RS-232接口與計(jì)算機(jī)通信，將汽車(chē)輪胎溫度值傳輸?shù)今{駛室的PC機(jī)。系統(tǒng)基于Keil 2編程，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序。

關(guān)鍵詞：無(wú)線傳輸；AT89C51；DS18B20；PTR8000；輪胎防爆

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）09-00-05

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，汽車(chē)已成為生活中不可或缺的一種交通工具，已和人們的生活融為一體。隨著汽車(chē)數(shù)量的不斷增加，各種交通事故也層出不窮。據(jù)美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，70%的交通事故是由輪胎故障引發(fā)的，尤其在高速行駛的情況下。當(dāng)汽車(chē)行駛時(shí)，如果輪胎爆炸或自燃，必定會(huì)造成嚴(yán)重的車(chē)禍，后果不堪設(shè)想。汽車(chē)輪胎的溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，引發(fā)胎爆的危險(xiǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)在生活中的不斷發(fā)展和應(yīng)用，人類(lèi)社會(huì)已進(jìn)入了信息時(shí)代，自動(dòng)化、智能化處理信息的能力不斷提高，并在生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，利用具有感知、通信與計(jì)算能力的智能物體自動(dòng)獲取物理世界的各種信息，將所有獨(dú)立尋址的物理對(duì)象聯(lián)接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全面感知、可靠傳輸、智能處理，構(gòu)建人與物、物與物相連的智能信息系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的主要特征包括全面感知、可靠傳輸、智能處理。本文設(shè)計(jì)了一種無(wú)線汽車(chē)輪胎防爆系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用溫度傳感器實(shí)時(shí)采集汽車(chē)輪胎溫度，并通過(guò)無(wú)線傳輸方式將實(shí)時(shí)采集到的溫度值發(fā)送到駕駛室終端，當(dāng)汽車(chē)溫度較高時(shí)，向駕駛?cè)藛T發(fā)出預(yù)警信息，從而有效避免胎爆事故的發(fā)生。

1 系統(tǒng)方案

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)分為發(fā)送端和接收端兩部分。發(fā)送端包括溫度采集模塊和無(wú)線發(fā)射模塊，接收端包括無(wú)線接收模塊和顯示模塊。發(fā)送端和接收端的通信依靠低功耗近距離無(wú)線收發(fā)模塊進(jìn)行。系統(tǒng)硬件由溫度傳感器、單片機(jī)、無(wú)線收發(fā)模塊、蜂鳴器、液晶顯示屏、電源及電阻、電容等分立器件組成，焊接在兩塊小型印刷電路板上。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，也分為發(fā)送部分和接收部分。其中，發(fā)送部分包括溫度采集程序和無(wú)線發(fā)射程序，接收部分包括無(wú)線接收程序和顯示驅(qū)動(dòng)程序。系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。

1.2 工作原理

將發(fā)送端的電路板固定在汽車(chē)輪轂上，使發(fā)送端溫度傳感器成功采集輪胎溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)1-Wire線傳送給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)模擬SPI口將溫度值傳送給無(wú)線發(fā)送模塊，然后無(wú)線發(fā)送模塊將溫度值通過(guò)433 MHz電磁波的形式發(fā)送給接收端的無(wú)線接收模塊。接收端的無(wú)線接收模塊接收到數(shù)據(jù)后同樣通過(guò)模擬的SPI口送給接收端的單片機(jī)，然后單片機(jī)根據(jù)采集到的溫度值驅(qū)動(dòng)液晶顯示屏顯示溫度值，并根據(jù)設(shè)定的車(chē)胎預(yù)警溫度值驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作，蜂鳴器和液晶顯示器放置在汽車(chē)駕駛室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎溫度的實(shí)時(shí)預(yù)警。

2 系統(tǒng)的硬件部分

2.1 硬件原理

2.1.1 AT89C51單片機(jī)

AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的一種帶4KB Flash存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS 8位51內(nèi)核單片機(jī)，性?xún)r(jià)比高，適用于各種控制領(lǐng)域。AT89C51單片機(jī)與MCS-51內(nèi)核兼容；采用三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；擁有128 B內(nèi)部RAM；32個(gè)可編程I/O口；兩個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源；1個(gè)可編程串行口。

AT89C51單片機(jī)的存儲(chǔ)器采用“哈佛結(jié)構(gòu)”，物理結(jié)構(gòu)上分為4個(gè)存儲(chǔ)空間，即片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。邏輯結(jié)構(gòu)上，AT89C51有3個(gè)存儲(chǔ)空間，即片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64 KB程序存儲(chǔ)器地址空間（用16位地址）、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間（尋址范圍00H～FFH）、64 KB片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間。

2.1.2 DS18B20溫度傳感器

DS18B20是美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司推出的集成數(shù)字化溫度傳感器，它可直接將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號(hào)，供微處理器處理，同時(shí)還具有微型化、功耗低、高性能、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

DS18B20溫度傳感器采用單總線技術(shù)，與AT89C51通信只需一根引腳，節(jié)省了單片機(jī)的硬件資源；直接輸出溫度值（二進(jìn)制補(bǔ)碼），無(wú)需外部電路處理；每個(gè)器件片內(nèi)ROM都存有一個(gè)唯一的64位序列號(hào)；測(cè)量溫度范圍為-55～125℃，測(cè)量精度為±0.5℃，非常適合于汽車(chē)輪胎的溫度測(cè)量；溫度測(cè)量分辨率為9～12位，默認(rèn)為12位，用戶(hù)可自行選擇；由數(shù)據(jù)線提供電源，支持3～5 V的電源電壓，使設(shè)計(jì)更為靈活方便。

DS18B20采用單總線技術(shù)（1-Wire），即只用單根信號(hào)線既可傳輸時(shí)鐘信號(hào)，又可傳輸數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，故須遵循嚴(yán)格的協(xié)議。單線協(xié)議由復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫(xiě)0、寫(xiě)1、讀0和讀1這幾種信號(hào)類(lèi)型組成。在這些信號(hào)中，除應(yīng)答脈沖外，其他均由主機(jī)發(fā)起，并且所有的命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的低位在前。

需要注意的是，所有的讀/寫(xiě)時(shí)序都必須在60 μs以上，且每?jī)蓚€(gè)獨(dú)立的時(shí)序之間至少需要1 μs的恢復(fù)時(shí)間。

DS18B20輸出的溫度值以16位帶符號(hào)位擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式表示，存放在暫存器的第1、2字節(jié)。9位的溫度分辨率為0.5℃，10位為0.25℃，11位為0.125℃，12位為0.062 5℃。溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間與位數(shù)有關(guān)，9位為93.75 ms，12位為750 ms。endprint

DS18B20的所有操作均從初始化開(kāi)始。另外有5條ROM指令和6條存儲(chǔ)器指令。我們主要用到以下三條指令：

（1）跳過(guò)ROM命令（CCH）：允許單片機(jī)跳過(guò)ROM序列號(hào)檢測(cè)而直接對(duì)寄存器進(jìn)行操作，以節(jié)省時(shí)間。但該指令不能用于多片DS18B20的系統(tǒng)。

（2）溫度轉(zhuǎn)換命令（44H）：?jiǎn)?dòng)溫度轉(zhuǎn)換。如果在此命令后主機(jī)產(chǎn)生讀時(shí)隙，那么只要溫度轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，主機(jī)就會(huì)收到‘0；如果溫度轉(zhuǎn)換完成，主機(jī)就會(huì)收到‘1。

（3）讀暫存器命令（BEH）：此命令用于讀取暫存器內(nèi)容，從第1字節(jié)開(kāi)始，直到讀完第9字節(jié)。

2.1.3 無(wú)線收發(fā)數(shù)傳模塊PTR8000

無(wú)線收發(fā)模塊PTR8000（nRF905無(wú)線收發(fā)模塊）是在Nordic VLSI公司最新封裝改版的nRF905無(wú)線通信芯片的基礎(chǔ)上，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的近距離無(wú)線模塊。其專(zhuān)為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線通信設(shè)計(jì)，內(nèi)置數(shù)據(jù)協(xié)議和CRC校驗(yàn)，無(wú)亂碼輸出，工作于免許可證使用的全球開(kāi)放ISM頻段（433 MHz），具有高性能、低功耗，接收靈敏度高，抗干擾性強(qiáng)，集成度高，通信穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是目前主流的無(wú)線收發(fā)應(yīng)用。PTR8000模塊包括430/868/915 MHz高性能嵌入式無(wú)線模塊，多頻道多頻段；采用1.9～3.6 V低電壓工作，待機(jī)功耗僅為2 μA；超小體積，內(nèi)置環(huán)行天線，性能穩(wěn)定且不受外界影響，對(duì)電源不敏感；最大發(fā)射功率為+10 dBm，高抗干擾GFSK調(diào)制，可跳頻，數(shù)據(jù)速率為50 Kb/s ，擁有獨(dú)特的載波監(jiān)測(cè)輸出、地址匹配輸出、數(shù)據(jù)就緒輸出；內(nèi)置完整的通信協(xié)議和CRC，只需通過(guò)SPI 接口即可完成所有的無(wú)線收發(fā)傳輸，無(wú)線通信如同SPI 通信一樣方便。

圖2所示為PTR8000的用戶(hù)接口，該接口由10個(gè)數(shù)字輸入/輸出（I/O口） 組成，按照工作分工可分為三組。

（1）模式控制

該接口由TRX_CE、TX_EN、PWR組成，控制PTR8000的四種工作模式分別為掉電和SPI編程模式、待機(jī)和SPI編程模式、發(fā)射模式、接收模式。各種模式的控制模式見(jiàn)表1所列。

掉電模式下的功耗約為2.5 μA，此時(shí)所有電路關(guān)閉，進(jìn)入最省電狀態(tài)；待機(jī)模式下的功耗約為40 μA，此時(shí)發(fā)射/接收電路關(guān)閉，只有SPI接口工作；在掉電和待機(jī)模式下PTR8000均不能接收發(fā)射數(shù)據(jù)，但可以進(jìn)行配置。

（2）SPI接口

PTR8000模塊內(nèi)置一個(gè)SPI接口，通過(guò)其與主設(shè)備通信。SPI接口由SCK、MISO、MOSI以及CSN信號(hào)線組成。在配置模式下，單片機(jī)通過(guò)SPI接口配置PTR8000 的工作參數(shù)；在發(fā)射/接收模式下，單片機(jī)通過(guò)SPI接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

（3）狀態(tài)輸出接口

該接口提供載波檢測(cè)輸出CD、地址匹配輸出AM、數(shù)據(jù)就緒輸出DR。

PTR8000模塊的SPI配置方法如下：

當(dāng)CSN為低時(shí)，SPI接口開(kāi)始等待一條指令，任何一條新指令均由CSN由高到低轉(zhuǎn)換開(kāi)始。

SPI串行接口指令包括寫(xiě)配置寄存器指令W_CONFIG（WC）、讀配置寄存器指令R_CONFIG（RC）、寫(xiě)TX有效數(shù)據(jù)指令W_TX_PAYLOAD（WTP）、讀TX有效數(shù)據(jù)R_TX_PAYLOAD（RTP）、寫(xiě)TX地址指令W_TX_ADDRESS（WTA）、讀TX地址指令R_TX_ADDRESS（RTA）、讀RX有效數(shù)據(jù)指令R_RX_PAYLOAD（RRP）。

2.1.4 LCD1602液晶模塊

LCD1602是一種工業(yè)字符型液晶，是顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊，具有體積小、使用方便、價(jià)格低廉、耗功低、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。

2.2 硬件電路模塊設(shè)計(jì)

2.2.1 溫度采集模塊硬件電路設(shè)計(jì)

因?yàn)镈S18B20是單總線器件，只有一根信號(hào)線，外加一根電源線和一根地線，所以接線比較簡(jiǎn)單，如圖3所示。

2.2.2 無(wú)線收發(fā)模塊硬件電路設(shè)計(jì)

無(wú)線收發(fā)模塊包括發(fā)送和接收兩部分。

PTR8000有14根引腳，除去1根電源線和2根地線，TX_EN、TRX_EN、PWR三根引腳用于模式控制，CSN、SCK、MOSI、MISO四根引腳屬于SPI接口，CD、AM、DR用于狀態(tài)輸出。

圖4所示為發(fā)送端PTR8000和單片機(jī)的連接圖，圖中P1接頭的1～14引腳分別對(duì)應(yīng)PTR8000模塊的1～14引腳，其中，Pin1是電源引腳，接一個(gè)簡(jiǎn)單的分壓電路，輸入1.9～3.6V電壓，如圖5所示。

2.2.3 RS-232接口模塊

添加RS-232接口的目的在于將接收端獲取的汽車(chē)輪胎溫度信息傳送到汽車(chē)駕駛室的PC機(jī)終端。RS-232接口模塊主要包括一塊MAX232芯片和一個(gè)RS-232插口。MAX232芯片是美國(guó)半導(dǎo)體公司美信（MAXIM）專(zhuān)門(mén)為計(jì)算機(jī)RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5 V單電源供電。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)電平采用了負(fù)邏輯，其中，+3～+15 V為邏輯 ‘0，-3～-15 V為邏輯‘1。這種較大的輸入輸出擺幅及差分信號(hào)的通信方式有助于提高接口模塊的抗干擾能力。

AT89C51與PC機(jī)通過(guò)串口通信時(shí)，盡管單片機(jī)有串行通信功能，但單片機(jī)提供的信號(hào)電平和RS-232C的標(biāo)準(zhǔn)電平不一致，因此需要通過(guò)MAX232接口芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

2.3 電路原理框圖

系統(tǒng)原理圖如圖7所示，包括發(fā)送和接收兩部分。發(fā)送部分包括溫度采集模塊和無(wú)線發(fā)送模塊。接收部分包括無(wú)線接收模塊、顯示模塊和RS-232接口模塊。

3 系統(tǒng)的軟件部分

系統(tǒng)的軟件部分用于輪胎防爆的溫度采集系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，主要包括溫度采集、PTR8000無(wú)線通信和主程序三部分。無(wú)線通信部分又分為發(fā)送和接收兩部分。系統(tǒng)接收部分原理圖如圖8所示。endprint

3.1 溫度采集模塊部分的程序設(shè)計(jì)

魚(yú)和熊掌不可兼得，硬件電路簡(jiǎn)單也意味著軟件設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。因?yàn)椴捎脝慰偩€技術(shù)，所以DS18B20對(duì)通信時(shí)序的要求非常嚴(yán)格，溫度采集模塊的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖9所示。

DS18B20的程序由三個(gè)基本的小程序模塊組成，它們是3個(gè)自定義函數(shù)，分別為復(fù)位函數(shù)void ow_reset（void）；向單總線寫(xiě)1個(gè)字節(jié)函數(shù)void write_byte（uchar val）；從單總線上讀一個(gè)字節(jié)函數(shù)uchar read_byte（void） 。自定義read_temp（）函數(shù)調(diào)用復(fù)位、讀字節(jié)、寫(xiě)字節(jié)3個(gè)函數(shù)，按照?qǐng)D9的流程讀出溫度。

write_byte函數(shù)經(jīng)單總線向DS18B20寫(xiě)一個(gè)字節(jié)命令或數(shù)據(jù)，一個(gè)寫(xiě)周期只寫(xiě)1位，8個(gè)周期寫(xiě)1個(gè)字節(jié)。寫(xiě)時(shí)序嚴(yán)格按照DS18B20的初始化時(shí)序和讀/寫(xiě)時(shí)序來(lái)寫(xiě)0和1的時(shí)序，每個(gè)寫(xiě)周期先輸出15 μs的低電平。若要寫(xiě)1，則輸出60 μs的高電平；若要寫(xiě)0，則輸出60 μs的低電平。

read_byte函數(shù)經(jīng)單總線從DS18B20讀1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。一個(gè)讀周期只讀1位，8個(gè)周期讀1個(gè)字節(jié)。同樣，讀1位的時(shí)序也嚴(yán)格按照DS18B20的初始化時(shí)序和讀/寫(xiě)時(shí)序進(jìn)行。先拉低信號(hào)線15 μs，然后釋放。若信號(hào)線為高，則讀出1；若信號(hào)線為低，則讀出0。

借助read_temp函數(shù)完成整個(gè)讀溫度流程。先初始化DS18B20，然后寫(xiě)跳過(guò)ROM命令（CCH），寫(xiě)溫度轉(zhuǎn)換命令（44H），然后等待溫度轉(zhuǎn)換完成。寫(xiě)跳過(guò)ROM命令（CCH）和讀暫存器命令后，讀出溫度值。由于DS18B20輸出的溫度值是以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式存放，因此需要對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

此外，溫度采集部分的程序中還包括端口定義和一個(gè)延時(shí)函數(shù)。

3.2 無(wú)線發(fā)送模塊編程

PTR8000和單片機(jī)通信需借助一個(gè)SPI接口，由于AT89C51沒(méi)有內(nèi)置SPI接口，所以需要用軟件模擬。在發(fā)送模式中，PTR8000自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC校驗(yàn)碼，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒（DR），信號(hào)通知AT89C51數(shù)據(jù)傳輸已完成。此舉不僅降低了單片機(jī)存儲(chǔ)器的要求，同時(shí)也縮短了軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間。

PTR8000的數(shù)據(jù)發(fā)送可以分為確定數(shù)據(jù)和地址、確定發(fā)送模式、數(shù)據(jù)發(fā)送和發(fā)送完成四個(gè)步驟。

上電后，單片機(jī)首先配置PTR8000模塊，然后進(jìn)入發(fā)射模式，進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的發(fā)送。

配置模式和發(fā)射模式的設(shè)置通過(guò)TRX_CE、TX_EN、PWR信號(hào)線完成。

發(fā)射模式的工作流程如下：

（1）接收節(jié)點(diǎn)的地址 （TX-address）和有效數(shù)據(jù)（TX-payload） 通過(guò)SPI 接口傳送給PTR8000；

（2）AT89C51設(shè)置TRX_CE和TX_EN為高來(lái)啟動(dòng)傳輸；

（3）PTR8000發(fā)送數(shù)據(jù)（無(wú)需單片機(jī)干預(yù)）；

（4）如果AUTO_RETRAN被設(shè)置成高，PTR8000將連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)包，直到TRX_CE被設(shè)置成低電平；

（5）當(dāng)TRX_CE被設(shè)置成低時(shí)，PTR8000結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸，并將自己設(shè)置成待機(jī)模式。

因此，發(fā)送模塊的PTR8000 C語(yǔ)言文件包含4個(gè)基本的函數(shù)：

（1）void ini_system（void）：進(jìn)入配置模式，初始化PTR8000；

（2）void setmode（）：設(shè)置發(fā)送模式，使PTR8000進(jìn)入發(fā)送模式；

（3）void Spiwrite（uchar dat）：通過(guò)SPI寫(xiě)一個(gè)字節(jié)；

（4）void Txpacket（void）：將接收節(jié)點(diǎn)的地址和數(shù)據(jù)傳給PTR8000，并發(fā)送。此外，還包括管腳配置和一個(gè)延時(shí)函數(shù)。

void Spiwrite（uchar dat） 函數(shù)嚴(yán)格按照PTR8000模塊的SPI寫(xiě)時(shí)序編寫(xiě)，每個(gè)寫(xiě)周期寫(xiě)1位數(shù)據(jù)，8個(gè)周期寫(xiě)一個(gè)字節(jié)。

void Txpacket（void） 函數(shù)中先寫(xiě)4個(gè)字節(jié)的接收地址，然后寫(xiě)3個(gè)字節(jié)的發(fā)送數(shù)據(jù)。

3.3 無(wú)線接收模塊編程

在接收模式中，AT89C51單片機(jī)與PTR8000的通信同樣要借助一個(gè)軟件模擬的SPI接口。由于PTR8000自動(dòng)去掉數(shù)據(jù)或地址的前導(dǎo)碼和CRC校驗(yàn)碼，所以當(dāng)?shù)刂菲ヅ洌ˋM）信號(hào)和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒（DR）信號(hào)通知AT89C51一個(gè)有效的地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)各自接收完成時(shí)，單片機(jī)即可通過(guò)模擬的SPI接口讀取接收的溫度數(shù)據(jù)。同樣，此舉不僅降低了單片機(jī)存儲(chǔ)器的要求，也縮短了軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間。

上電后，接收端的單片機(jī)首先配置PTR8000模塊，然后進(jìn)入接收模式，等待發(fā)送端的PTR8000模塊將溫度數(shù)據(jù)傳送過(guò)來(lái)。

PTR8000的接收模式工作流程如下：

（1）設(shè)置TRX_CE為高、TX_EN為低，進(jìn)入接收模式；

（2）650 μs后，PTR8000開(kāi)始監(jiān)測(cè)空中的信息；

（3）當(dāng)PTR8000發(fā)現(xiàn)和接收頻率相同的載波時(shí)，載波檢測(cè)（CD）被置高；

（4）當(dāng)PTR8000接收到有效的地址時(shí)，地址匹配（AM）被置高；

（5）當(dāng)PTR8000接收到有效的數(shù)據(jù)包時(shí)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒（DR）被置高；

（6）89C51可以以合適的速率通過(guò)模擬的SPI接口讀出有效數(shù)據(jù)；

（7）當(dāng)所有的有效數(shù)據(jù)被讀出后，PTR8000將AM和DR置低。

接收模式的PTR8000程序由延時(shí)函數(shù)delay、初始化函數(shù)ini_system、模式設(shè)置函數(shù)setmode、讀1字節(jié)函數(shù)Spiread、寫(xiě)1字節(jié)函數(shù)Spiwrite以及接收數(shù)據(jù)包函數(shù)Rxpacket組成。

延時(shí)函數(shù)void delay（uint x） 用以實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)時(shí)序；寫(xiě)1個(gè)字節(jié)函數(shù)void Spiwrite（uchar dat） 和讀1個(gè)字節(jié)函數(shù)uchar Spiread （void） 應(yīng)嚴(yán)格遵守PTR8000 SPI接口的讀寫(xiě)時(shí)序，每個(gè)讀寫(xiě)周期讀寫(xiě)1位數(shù)據(jù)，8個(gè)周期讀寫(xiě)一個(gè)字節(jié)；初始化函數(shù)void ini_system（void） 完成PTR8000的寫(xiě)配置，并進(jìn)入接收模式；接收數(shù)據(jù)包函數(shù)void Rxpacket（void） 需要調(diào)用Spiwrite和Spiread函數(shù)，完成數(shù)據(jù)包的讀入，數(shù)據(jù)包為4 B，保存在Rxbuf數(shù)組中。此外，程序還包括管腳配置和常用指令的聲明。endprint

3.4 主函數(shù)

主函數(shù)同樣分為發(fā)送部分主函數(shù)和接收部分主函數(shù)。發(fā)送部分主函數(shù)的工作流程如下：

（1）配置溫度傳感器DS18B20；

（2）配置無(wú)線模塊PTR8000；

（3）從DS18B20中讀取溫度，并轉(zhuǎn)換；

（4）將溫度值用PTR8000發(fā)送出去；

（5）回到（3）。

接收部分主函數(shù)的工作流程：

（1）配置液晶模塊LCD1602；

（2）配置無(wú)線模塊PTR8000；

（3）等待發(fā)送端發(fā)送溫度數(shù)據(jù)；

（4）從PTR8000讀取溫度值；

（5）將溫度值顯示在LCD1602上，并驅(qū)動(dòng)蜂鳴器；

（6）回到（3）。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文提出了一種基于PTR8000的輪胎防爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。先對(duì)方案中用于輪胎防爆的溫度采集預(yù)警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)中所要用到的主要器件進(jìn)行了介紹，然后對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)分模塊進(jìn)行了分析，并重點(diǎn)設(shè)計(jì)了輪胎防爆系統(tǒng)的軟件部分。編程基于Keil 2，采用C語(yǔ)言，主要分為主程序、溫度采集和PTR8000無(wú)線通信三部分。

本文研究的重點(diǎn)在于汽車(chē)駕駛的安全性，目前70%左右的交通事故的原因是輪胎故障，本設(shè)計(jì)通過(guò)傳感器檢測(cè)輪胎行駛時(shí)的溫度，當(dāng)輪胎的溫度數(shù)值超出警戒值時(shí)，緊急報(bào)警，使得駕駛員實(shí)時(shí)正確的了解輪胎情況，避免由于輪胎爆炸引發(fā)的交通事故，保證駕駛員及乘客的安全。該技術(shù)的推行能有效避免由于輪胎爆炸而引發(fā)的交通事故，提高行車(chē)安全系數(shù)，具有良好的社會(huì)效益。

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