【正文】 5 從以上兩種方案，容易看出方案一的測溫裝置可測溫度范圍寬、體積小，但是線性誤差較大。采用 51單片機控制，軟件編程的自由度大，可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算 法和邏輯控制，而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。且該芯片的物理化學性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線形較好。此外還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動電路等。通過將參考結(jié)點保持在已知溫度并測量該電壓，便可推斷出檢測結(jié)點的溫度。 本 設(shè)計的數(shù)字溫度計以單片機 AT89C51為核心，主要由 軟件設(shè)計和硬件設(shè)計組成 。測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器， 溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā)展階段 ，傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器、模擬集成溫度傳感器、智能集成溫度傳感器 。 摘 要 電力計量管理是供電企業(yè)營銷管理的核心，計量是桿稱，計量對企業(yè)效益起著重要作用，計量與創(chuàng)建和諧社會息息相關(guān)，現(xiàn)代電能計量管理體系的應(yīng)用，加強了對轄區(qū)內(nèi)計量裝置器具的全過程監(jiān)督力度，保證了計量裝置的準確可靠，減輕了計量人員的勞動強度，提高了電能計量管理現(xiàn)代化水平。傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻為溫度敏感元件， 熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號處理電路，而且可靠性相對較差，測溫準確度低，檢測系統(tǒng)也有一定的誤差。 軟件設(shè)計主要包括 程序流程、 主程序、讀取溫度子程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序、顯示數(shù)據(jù)子程序等 。數(shù)據(jù)采集部分則使用帶有 A/D通道的單片機，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行 A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來。故現(xiàn)場輸入硬件有手動復(fù)位鍵、A/D 轉(zhuǎn)換芯片，處理芯片為 51單片機 芯片，執(zhí)行機構(gòu)有 4位數(shù)碼管 等。在 0100攝氏度時，最大線形偏差小于 1攝氏度。另外 AT89C51在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。方案二的測 溫裝置電路簡單、精確度較高、實現(xiàn)方便、軟件設(shè)計也比較簡單，故本次 設(shè)計采用了方案二。 圖 外形及引腳排列 7 AT89C51的主要特性 （ 1） 與 MCS51 兼容 （ 2） 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 （ 3） 壽命： 1000寫 /擦循環(huán) （ 4） 數(shù)據(jù)保留時間： 10年 （ 5） 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz （ 6） 三級程序存儲器鎖定 （ 7） 1288 位內(nèi)部 RAM （ 8） 32可編程 I/O線 （ 9） 兩個 16位定時器 /計數(shù)器 （ 10） 5個中斷源 （ 11） 可編程串行通道 （ 12） 低功耗的閑置和掉電模式 （ 13） 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 AT89C51 的管腳說 明 VCC：供電電壓。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 P2口當用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。當 P3口寫入 “ 1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機器 9 周期的高電平時間。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。另外，該引腳被略微拉高。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 此外， AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 串口通訊單片機的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你 編寫軟件的關(guān)鍵。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們在寫發(fā)送程序時也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。 SCON串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會引用到接口控制寄存 器。它的各個位的具體定義 11 如下： SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0、 SM1為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位可以對應(yīng)進行四種模式的設(shè)置。 REM為允許接收位， REM置 1時串口允許接收，置 0時禁止接收。 TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2和 3是要發(fā)送的第 9位。在模式 0中， RB8為保留位沒有被使用。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初， 由硬件置位。在模式 0，接收第 8 位結(jié)束時，由硬件置位。同樣 RI也必須要靠軟件清除。 溫度傳感器 DS18B20簡介 DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟。 因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以 掛 很 多 這 樣 的 數(shù) 字 溫 度 計 ， 十 分 方 便 。開漏單總線接口引腳。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器 1。圖 線性，其輸出用于修正計數(shù)器 1的預(yù)置值。 當 DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。表 2是一部分溫度值對應(yīng)的二進制溫度數(shù)據(jù)。 在 64位 ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（ CRC）。 （ 3） 較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進行補償，由于 DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS1820進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。 顯示器的選擇 本設(shè)計采用 LED數(shù)碼管 ,也叫 LED數(shù)碼顯示器 ,由于它具有很高的性能價格比、顯示清晰、亮度高、使用方便、電路簡單、壽命長等諸多優(yōu)點 , 19 長期以來一直在各類電子產(chǎn)品和工程控制中得到非常廣泛的應(yīng)用。首先 由 DS18B20溫度傳感器芯片測量當前的溫度，并將結(jié)果送入單片機。其中 DSI8B20溫度傳感器芯片采用 “ 一線制 ” 與單片機相連，它獨立地完成溫度測量以及將溫度測量結(jié)果送到單片機的工作。 AT89C51 VCC D N G Q D D D V DS18B20 VCC 22 4 軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件算法分析 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計算溫 度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。其程序流程圖如圖 示 。 24 圖 計 算溫度流程圖 PROTEUS 仿真結(jié)果 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1R94 .7 k2 5 .6DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 012U 3 :A7 4 0 734U 3 :B7 4 0 756U 3 :C7 4 0 798U 3 :D7 4 0 7234567891R P 1RE S P A C K 8X1CR Y S T A LC13 3 pC23 3 pC31 0 uR11k 開始 溫度零下 ? 溫度值取補碼置“ B”標 志 計算小數(shù)位溫度 BCD 值 計算整數(shù)位溫度 BCD 值 結(jié)束 置 “ A”標志 N Y 25 總 結(jié) 本設(shè)計是一種基于溫度傳感器 DS18B20的數(shù)字溫度計，并以單片機AT89C51為核心 ,使用 4位 LED模塊顯示， 該設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單性能穩(wěn)定，可對環(huán)境溫度進行實時準確的測量，具有很強的實用價值。 本設(shè)計是對數(shù)字溫度計的基本設(shè)計，在此基礎(chǔ)上還可以加以研發(fā)處理 。 uchar data dis_buf[4]={10,10,10,10,}。//溫度過高輸出控制 sbit Lowout=P3^5。l++)。 //DQ 復(fù)位 delaya(8)。 //拉高總線 29 delaya(14)。 uchar dat= 0。 // 給脈沖信號