單片機(jī)智能溫度報(bào)警系統(tǒng)-文庫(kù)吧
2024-11-16 01:28 本頁(yè)面
【正文】 接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn) ,使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò) ,為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。它的測(cè)量溫度范圍為一 55～ +125℃?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸 ,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量 ,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。與前一代產(chǎn)品不同 ,新的產(chǎn)品支持 3～ 5． 5 V的電壓范圍 ,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜 ,體積更小。 DSI8B20 可以程序設(shè)定 9～ 12 位的分辨率 ,精度為177。 0． 5℃。可以選擇更小的封裝方式 ,更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在 EPROM 中 ,掉電后依然保存。 DS18B20 的性能是新一代產(chǎn)品中最好的 ,性能價(jià)格比也非常出色 ,繼“一線總線”的早期產(chǎn)品后 , DSI8B20 開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。 DS18B20 和 DS18B22 使電壓特性及封裝有更多的選擇 ,讓用戶可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)。 S18B20 內(nèi) 部結(jié)構(gòu)主要由 4 部分組成 :64 位光刻 ROM, 溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 [2]TL,配置寄存器。 DSI8B20 的管腳排列如圖 1 所示。本次設(shè)計(jì)智能溫度報(bào)警系統(tǒng)的溫度采集就由 DSI8B20 完成。將 DSI8B20 的 GND 腳接地 ,VDD 腳接高電平 ,而單總線 DQ 腳接單片機(jī)的外部中斷 1 腳 ,具體的采集電路 DSI8B20 的管腳排列圖 1 但在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)也出現(xiàn)了很多問題。第一個(gè)問題是溫度輸出總是 85。后來經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)DSI8B20從測(cè)溫結(jié)束到將溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間。這是必須保證的，不然會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤的現(xiàn)象。第二個(gè)問題是在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)的，就是要使電源電壓保持在 5V左右，若電源電壓過低，會(huì)使所測(cè)得的溫 度與實(shí)際溫度出現(xiàn)偏高現(xiàn)象。 四、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)智能溫度報(bào)警系 統(tǒng)由溫度采集、信號(hào)處理、溫度監(jiān)測(cè)、輸出控制四部分組成。 它通過預(yù)先設(shè)在單片機(jī)中的高低溫度值來對(duì)非常溫度值進(jìn)行報(bào)警 ,從 DSI8B20 采集到的溫度經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路處理后直接送入單片機(jī)進(jìn)行刷新。微控制器根據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)及設(shè)定的各種控制參數(shù) ,按照嵌入的軟件控制規(guī)律執(zhí)行計(jì)算與處理 ,自動(dòng)顯示溫度值、輸出相應(yīng)的控制 信號(hào) ,并根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)輸出正常、報(bào)警等信號(hào) ,同時(shí)將各種數(shù)據(jù)通過 數(shù)碼管 進(jìn)行顯示監(jiān)控。 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖 2 所示。 圖 2 軟件設(shè)計(jì)流程圖 、 方案一 由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來，這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，其中還涉及到電阻與溫度的對(duì)應(yīng)值的計(jì)算，感溫電路比較麻煩。而且在對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行放大時(shí)容易受溫度的影響出現(xiàn)較大的偏差。 、 方案二 進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器 DS18B20，此傳感器， 可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電路簡(jiǎn)單，精度高，軟硬件都以實(shí)現(xiàn)，而且使用單片機(jī)的接口便于系統(tǒng)的再擴(kuò)展，滿足設(shè)計(jì)要求。 從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，可靠性高，軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故采用了方案二。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖 3 所示，控制器采用單片機(jī) STC89C52，溫度傳感器采用 DS18B20，用 4 位 LED 數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。 圖 3— 1 總體設(shè)計(jì)方框圖 圖 3— 2 系統(tǒng)仿真圖 系統(tǒng) 模塊 系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示電路、按鍵、溫度傳感器等組成。 如圖 4 所示 STC89C52 LED 顯示 DS18B20 溫 度 傳 感 器 單片機(jī)復(fù)位 時(shí)鐘振蕩 報(bào)警溫度調(diào)整鍵 蜂鳴器，指示燈 圖 4 主控制器 單片機(jī) STC89S51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用電池供電。晶振采用 12MHZ。 如圖 5 所示 復(fù)位電路采用上電加按鈕復(fù)位。 如圖 6 所示 圖 5 晶振電路 圖 6 復(fù)位電路 顯示電路 顯示電路采用 4 位共陰極 LED 數(shù)碼管， P0 口由上拉電阻提高驅(qū)動(dòng)能力，作為段碼輸出并作為數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)。 P2 口的低四位作為數(shù)碼 管的位選端。采用動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示。 如圖 7 所示 圖 7 數(shù)碼管顯示電路 溫度傳感器 DS18B20 溫度傳感器是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能 無須外部器件； 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ~； 零待機(jī)功耗； 溫度以９或１２位數(shù)字； 用戶可定義報(bào)警設(shè)置； 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； 負(fù)電壓特
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1