基于51單片機(jī)的溫度警報(bào)器的設(shè)計(jì)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-wenkub
2023-07-13 00:17:21 本頁(yè)面
【正文】 軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行了詳盡分析，對(duì)各部分的電路也一一進(jìn)行了介紹，該系統(tǒng)可以方便的實(shí)現(xiàn)溫度的采集和報(bào)警，并可以根據(jù)需要任意上下限報(bào)警溫度，它使用起來(lái)相當(dāng)方便，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，適合于我們?nèi)粘Ｉ詈凸?、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度測(cè)量，也可以當(dāng)做溫度處理模塊潛入其他系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴(kuò)展。1 引言溫度是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一，如冶金、機(jī)械、食品、化工各類工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，對(duì)工件的溫度處理要求嚴(yán)格控制。溫度對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)如此重要，由此推進(jìn)了溫度傳感器的發(fā)展。它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有AD590、AD59TMP1LM135等；（2）模擬集成溫度控制器。智能溫度傳感器是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的，其內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。同時(shí)數(shù)字溫度傳感器還可直接與微處理器進(jìn)行接口，它集溫度測(cè)量，A/D轉(zhuǎn)換于一體，具有單總線結(jié)構(gòu)，數(shù)字量輸出，直接與微機(jī)接口等優(yōu)點(diǎn)。從工業(yè)爐溫、環(huán)境氣溫到人體溫度；從空間、海洋到家用電器，各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都離不開測(cè)溫和控溫。DQ：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，與TTL電平兼容。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)64位ROM和單線接口存儲(chǔ)和控制邏輯 高速緩存器溫度傳感器高溫觸發(fā)器TH低溫觸發(fā)器TL匹配寄存器8位CRC發(fā)生器電源檢 測(cè)CDQVDD內(nèi)部電源VDD DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 的主要內(nèi)部部件，下面對(duì)DS18B20內(nèi)部部分進(jìn)行簡(jiǎn)單的描述[4]:(1)64位ROM。溫度傳感器是DS18B20的核心部分，該功能部件可完成對(duì)溫度的測(cè)量通過(guò)軟件編程可將55~125℃范圍內(nèi)的溫度值按9位、10位、11位、12位的分辨率進(jìn)行量化，以上的分辨率都包括一個(gè)符號(hào)位，℃、℃、℃、℃，℃。（3）高速緩存器。配置寄存器的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換率。因此，控制器必須首先提供下面5個(gè)ROM 操作命令之一：1）讀ROM；2）匹配ROM；3）搜索ROM；4）跳過(guò)ROM；5）報(bào)警搜索。測(cè)量結(jié)果放在DS18B20的暫存器里，用一條讀暫存器內(nèi)容的存儲(chǔ)器操作命令可以把暫存器中數(shù)據(jù)讀出。所有數(shù)據(jù)都是以最低有效位在前的方式進(jìn)行讀寫。：從圖中可知，DS18B20的GND和VDD均直接接地，DQ與單總線相連，單片機(jī)其中一個(gè)I/O口與DS18B20的DQ端相連。如果計(jì)數(shù)器在門周期結(jié)束前到達(dá)0，則溫度寄存器（同樣被預(yù)置到55℃）的值增加，表明所測(cè)溫度大于55℃。這是通過(guò)改變計(jì)數(shù)器對(duì)溫度每增加一度所需計(jì)數(shù)的的值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)通過(guò)單線接口以串行方式傳輸。命令代碼為55H，若總線上有多個(gè)從設(shè)備時(shí)，適用該命令可選中某一指定的DS18B20，即只有和64位二進(jìn)制ROM代碼完全匹配的DS18B20才能響應(yīng)其操作。命令代碼為F0H,當(dāng)系統(tǒng)初次啟動(dòng)時(shí)，主設(shè)備可能不知縱向上有多少個(gè)從設(shè)備或者它們的ROM代碼，適用該命令可確定系統(tǒng)中的從設(shè)備個(gè)數(shù)及其RON代碼。命令代碼為4EH，允許主設(shè)備向DS18B20的暫存器寫入兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，其中第一個(gè)字節(jié)寫入TH中，第二個(gè)字節(jié)寫入TL中。從第一個(gè)字節(jié)開始直到讀完第九個(gè)字節(jié)CRC讀完。若主機(jī)在該命令之后又發(fā)出讀操作，而DS18B20又忙于將暫存器中的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM時(shí)，DS18B20就會(huì)輸出一個(gè)“0”,若復(fù)制結(jié)束，則DS18B20輸出一個(gè)“1”。命令代碼為B8H。命令代碼為B4H。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)時(shí)鐘周期以上時(shí)復(fù)位有效。圖3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 溫度采集電路的設(shè)計(jì)溫度采集電路部分，采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度采集。即信號(hào)通過(guò)譯碼管的端口a、b、c、d、e、f、g 、dp 端來(lái)控制每段譯碼管的亮滅與否，同時(shí)通過(guò)端口4 四個(gè)端口來(lái)控制四個(gè)譯碼管。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)是：（1） 要掌握溫度傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等；（2） 考慮從非電量信號(hào)到電量信號(hào)的電路實(shí)現(xiàn)原理以及與單片機(jī)的接口；（3） 熟悉MCS51編程的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)溫度的調(diào)節(jié)控制；（4） 整體電路的仿真調(diào)試。車?yán)蠋煏r(shí)常督促我抓緊時(shí)間做畢業(yè)設(shè)計(jì)，并經(jīng)常討論，給我提出好的建議。由于本人學(xué)識(shí)有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，文中不免有錯(cuò)誤和待改進(jìn)之處，真誠(chéng)歡迎各位師長(zhǎng)、同學(xué)提出寶貴意見。 //DS18B20復(fù)位函數(shù) void write_byte(uchar val)。void alarm()。uchar setValue_high=30。}}void delay(uint t){for(。while(presence) { while(presence) { DQ=1。 delay(50)。 } delay(45)。for(i=8。_nop_()。_nop_()。0x01。_nop_()。i0。 value=1。_nop_()。_nop_()。 delay(6)。reset()。write_byte(0xcc)。num=(ch24)|(ch14)。 //溫度的個(gè)位}void LED_display() //顯示檢測(cè)的溫度 { P2=0x0。 P2=0x0。 P2=0x0。 //在溫度允許范圍，不報(bào)警 else beep=~be
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