數(shù)字溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-文庫(kù)吧
2025-05-13 22:51 本頁(yè)面
【正文】 與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，能直接讀出被測(cè)溫度值，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的主要性能特點(diǎn)在于其負(fù)電壓特性，當(dāng)電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而被燒毀；同時(shí)，其還具有用戶自定義的非易失性溫圖1 DS18B20測(cè)溫原理圖由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有很嚴(yán)格的時(shí)序概念，因此其讀寫時(shí)序非常重要。當(dāng) DS18B20 處 于 寫 存 儲(chǔ) 器 操 作 和 溫 度 A/D 轉(zhuǎn) 換 操度報(bào)警設(shè)置以及實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)等強(qiáng)大功能！DS18B20的具體測(cè)溫原理圖則如圖1所示，圖中低作時(shí)，總線上必須有很強(qiáng)的上拉，上拉開(kāi)啟時(shí)間最大為10μs，采用寄生電源供電方式時(shí)VDD和GND端需接地。另外，由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三運(yùn)溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開(kāi)態(tài)的。同時(shí)，系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行，其操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。營(yíng)與應(yīng)用時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度的測(cè)量，計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)確定，每次測(cè)量前，首先將－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。斜率累加器則用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直到溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值。2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定該系統(tǒng)主要由5個(gè)模塊所組成：即主控制器、測(cè)溫電路、報(bào)警及繼電器控制電路、電源電路以及顯示電路。數(shù)字溫度報(bào)警器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。圖 2 數(shù)字溫度報(bào)警器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖該數(shù)字溫度報(bào)警器的電路設(shè)計(jì)原理圖如圖3所示，其中，控制器使用AT89S51,溫度傳感器使用DS18B20， 并用S8550來(lái)驅(qū)動(dòng)4位共陽(yáng)LED數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描的方法實(shí)現(xiàn)溫度的顯示。15運(yùn)營(yíng)與應(yīng)用
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