基于單片機(jī)的溫度遠(yuǎn)程顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧
2025-06-12 20:27 本頁面
【正文】 就如同75LBC184的最高點(diǎn)數(shù)是64點(diǎn)；SP485R的最高點(diǎn)數(shù)是400點(diǎn)。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中往往會(huì)因?yàn)榫€纜長(zhǎng)度；線徑；網(wǎng)絡(luò)分布；傳輸速率等因素的差異。導(dǎo)致實(shí)際數(shù)據(jù)達(dá)不到理論值。芯片工作可靠性明顯降低。一本情況下要求節(jié)點(diǎn)數(shù)應(yīng)該在芯片最高數(shù)值的五分之三處選擇點(diǎn)數(shù)。通信距離1km以內(nèi)。從通信效率；節(jié)點(diǎn)數(shù)；通信距離這幾個(gè)因素結(jié)合起來選擇4800b/s能夠得到最好的效果。通信距離1km以上時(shí)。應(yīng)考慮通過增加中繼模塊；降低速率的方法。提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。所以根?jù)實(shí)際需要；檢測(cè)點(diǎn)數(shù)是可以擴(kuò)展的。傳輸距離遠(yuǎn)：使用串行總線進(jìn)行傳輸。MAX485驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。傳送距離大于1200m?？垢蓴_能力強(qiáng)。功能完善：通過主PC分開設(shè)定每個(gè)從機(jī)地溫度預(yù)警警戒線。如果溫度超過警戒線就會(huì)立刻啟動(dòng)聲光報(bào)警系統(tǒng)，警告有關(guān)人員溫度已經(jīng)超標(biāo)。2使用中文液晶顯示器。人機(jī)界面友好。自帶+5V和+12V直流穩(wěn)壓電源。本設(shè)計(jì)主要集中在：溫度的監(jiān)測(cè)；檢測(cè)結(jié)果的顯示；超標(biāo)報(bào)警。本文內(nèi)容安排如下:第一章：溫度檢測(cè)的意義；簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的研究現(xiàn)狀；確定總體方案。第二章：檢測(cè)系統(tǒng)具體方案的選擇 ：確定監(jiān)測(cè)對(duì)象；布置采樣點(diǎn)；數(shù)據(jù)的顯示；報(bào)警控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第三章與第四章：詳細(xì)闡述本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)部分，并在選用的硬件基礎(chǔ)上開發(fā)具有實(shí)際使用功能的軟件系統(tǒng)。第五章：整個(gè)系統(tǒng)的仿真調(diào)試。第六章：總結(jié)與展望。第二章：總體設(shè)計(jì)方案一：如果使用的熱敏電阻在理論上能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的需求。不過考慮到熱敏電阻的測(cè)量溫度精準(zhǔn)性低。重復(fù)性和可靠性較差。因此在針對(duì)精確程度需求相對(duì)比較嚴(yán)格的場(chǎng)合不太使用。并且還存在連接電路復(fù)雜算法繁瑣的問題。方案二：使用溫度測(cè)量專用地集成溫度傳感器：AD590；LM35/LM45。還有數(shù)字化溫度傳感器：DS18B20。數(shù)字化溫度傳感器有特點(diǎn)：接口簡(jiǎn)單；直接數(shù)字量輸出；精確度高等優(yōu)點(diǎn)。DS18B20是DALLAS公司的最新單線數(shù)字溫度傳感器。它是世界上第一片支持：“一線總線”接口的溫度傳感器。一線獨(dú)特經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。他可以讓使用者極為簡(jiǎn)便的建立傳感器網(wǎng)絡(luò)。其主要測(cè)范圍零下55度至125度。當(dāng)在零下10度到85度的測(cè)量值內(nèi)?！?。被測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)在第一時(shí)間通過“一線總線”進(jìn)行數(shù)據(jù)0延時(shí)傳輸。增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性。適用于自然環(huán)境惡劣的情況下進(jìn)行的溫度監(jiān)測(cè)。如：環(huán)境控制；設(shè)備或過程控制；測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活；更方便；更便宜；體積更小。綜上所述，本設(shè)計(jì)使用DS18B20當(dāng)作設(shè)計(jì)的溫度測(cè)量傳感器核心器件。第三章：硬件設(shè)計(jì)部分基于單片機(jī)AT89S52的空氣溫度監(jiān)測(cè)儀，它是以監(jiān)測(cè)空氣的溫度為目的設(shè)計(jì)的。其功能包括對(duì)室內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)同步采樣、顯示及預(yù)警。儀器小巧。擁有很好的便攜性。本設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)儀使用一超低功耗的AT89S52作為核心芯片。溫度經(jīng)過的監(jiān)測(cè)傳感器發(fā)出對(duì)應(yīng)不同溫度的強(qiáng)弱電平。這個(gè)信號(hào)經(jīng)放大電路與濾波電路處理后經(jīng)多路轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣保持，最終通過A/D轉(zhuǎn)換器按照預(yù)先設(shè)定好的頻率把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入AT89S52。溫濕傳感器同AT89S52相連。AT89S52把信號(hào)做數(shù)字處理后輸入顯示器中，分別顯示空氣中各種有害氣體的濃度大小。如發(fā)現(xiàn)某一點(diǎn)溫度超過預(yù)警值，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) AT89S52單片機(jī)與其擴(kuò)展本設(shè)計(jì)使用AT89S52作為控制單元的核心部件與此同時(shí)使用8255A器件當(dāng)作并行接口。P0口：擴(kuò)展。P1口：通道選擇。P2口：控制LCD1602顯示。PA口：控制燈的亮滅。PB口：接收AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。PC口：循環(huán)掃描按鍵。 8255A與AT89S52的硬件連接圖本次設(shè)計(jì)我所使用地溫度采集模塊是DS18B20。該產(chǎn)品采用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的 DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成。具有耐磨耐碰；體積小；使用方便；封裝形式多樣；可以靈活的應(yīng)用于多種類型的小型空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫與控制領(lǐng)域。 DS18B20的特性(1) 獨(dú)特的單接口。僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊；(2) 簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用；(3) 無需外部器件；(4) 可通過數(shù)據(jù)線供電。無需外部電源；(5) 零待機(jī)功耗；(6) 測(cè)溫范圍為55℃~+125℃，℃遞增；(7) 溫度以9位數(shù)字量讀出；(8) 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間200ms；(9) 可定義非易失性溫度報(bào)警；(10) 應(yīng)用包括溫度控制；工業(yè)系統(tǒng)；消費(fèi)品；溫度計(jì)熱感測(cè)系統(tǒng)。 DS18B20的結(jié)構(gòu)： DS18B20的結(jié)構(gòu)圖。 DS18B20的引腳說明引腳8腳SOIC引腳PR35符號(hào)說明51GND地42DQ單線應(yīng)用的數(shù)據(jù)；輸入輸出引腳33VDD可選VDD引腳DS18B20有三個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件：64位激光(lasered) ROM；溫度靈敏元件；非易失性溫度觸發(fā)器。 元件能夠在通信線中獲得需要的電壓和電流。當(dāng)信號(hào)線處于高電平地波動(dòng)周期區(qū)間時(shí)，將獲取的能量暫存于元件中的電容；當(dāng)信號(hào)線處于低電平的波動(dòng)周期區(qū)間時(shí)。斷開此電源。作為另一種可供選擇的方法。元件也用外部5V電源。： DS18B20方框圖這樣的話就使得DS18B20通信通過單線接口進(jìn)行有效的傳輸。在單線接口情況下。在ROM操作未定建立之前不能使用存貯器與控制操作。主機(jī)提供五種ROM命令：(1) Read ROM(讀ROM)；(2) Match ROM(符合ROM)；(3) Search ROM(搜索ROM)；(4) Skip ROM(跳過ROM)；(5) Alarm Search(告警搜索)；這些命令對(duì)每一器件的64位激光ROM部分進(jìn)行操作，如果在單線上有許多器件，那么可以挑選出一個(gè)特定的器件，并給總線上的主機(jī)指示存在多少器件及其類型，在成功地執(zhí)行了 ROM 操作序列之后，可使用存貯器和控制操作，然后主機(jī)可以提供六種存貯器和控制操作命令之一。 一個(gè)控制操作命令指示DS18B20完成溫度測(cè)量，該測(cè)量的結(jié)果將放入DS18B20的高速暫存(便箋式)存貯器(Scratchpad memory)，通過發(fā)出讀暫存存儲(chǔ)器內(nèi)容的存儲(chǔ)器操作命令可以讀出此結(jié)果，每一溫度告警觸發(fā)器TH和TL構(gòu)成一個(gè)字節(jié)的 EEPROM 如果不對(duì)DS18B20施加告警搜索命令，這些寄存器可用作通用用戶存儲(chǔ)器，使用存儲(chǔ)器操作命令可以寫TH和TL對(duì)這些寄存器的讀訪問。通過便箋存儲(chǔ)器，所有數(shù)據(jù)均以最低有效位在前的方式被讀寫[4]。 DS18B20在溫度測(cè)量方面的應(yīng)用： 溫度測(cè)量電路抗干擾性因?yàn)閭鞲衅鞯脑O(shè)計(jì)核心理念導(dǎo)致傳感器可能會(huì)出現(xiàn)交叉反應(yīng)現(xiàn)象。準(zhǔn)確的布置電極電位能夠有效的降低交叉反應(yīng)的程度。此外,各大企業(yè)在設(shè)計(jì)其公司傳感器的時(shí)候會(huì)設(shè)計(jì)過濾膜單元。通常會(huì)根據(jù)傳感器種類安置不同過濾器。但是過濾膜在是用于調(diào)研時(shí)間之后就會(huì)失效。最有效的方式還是通過傳感器矩陣和軟件程序來降低和修正交叉反應(yīng)。提高抗干擾性。傳感器使用壽命是有限的。傳感器輸出信號(hào)因?yàn)槭褂脮r(shí)間的延長(zhǎng)而失去其效果。這是很多因素共同導(dǎo)致的。通常公司給出的標(biāo)準(zhǔn)是兩年左右。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)只是一種大概的預(yù)估指標(biāo)。因?yàn)閭鞲衅髡嬲挠行勖鋺?yīng)用環(huán)境中待測(cè)有毒氣體濃度承反比。由于傳感器輸出的信號(hào)非常弱。容易因放大信號(hào)丟失，也可能受到零點(diǎn)漂移或電路波形干擾。其輸出信號(hào)范圍：0~5μA。鑒于本設(shè)計(jì)測(cè)量信號(hào)的變化速
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