【正文】 C330C430ATAL1ATAL2S1SWPBS2SWPBS3SWPBP3_1P3_2P3_3S0SWPB P3_0 圖 LED 燈電路 圖 按鍵及時鐘電路 ① 按鍵一端接 P3 口，另一端接地，所以 P3 接到低電平表示按鍵按下 。震蕩電路產(chǎn)生的震蕩脈沖并不直接是使用，而是經(jīng)分頻后再為系統(tǒng)所用，震蕩脈沖經(jīng)過二分頻后才作為系統(tǒng)的時鐘信號。 RST 上的電壓必須保證在閥值電壓以上足夠長時間，滿足復(fù)位操作的要求。電平復(fù)位將復(fù)位端通過電阻與 CCV 相 第 20 頁 共 53 頁 S4SWPBC210UR810KRESTVCCA1B2CLK8MR9Q713Q612Q511Q410Q36Q25Q14Q03U174 H C 16 4GND VCCVo Rs RW ED0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7BL1GNDL C D 11602V C CGNDV C CGND12345J2C O N 512。 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效。 圖 按鍵及時鐘電路 圖 復(fù)位電路 單片機的復(fù)位電路分為上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式： ①上電復(fù)位：在加電之后通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。而在芯片外部 1XTAL 和 2XTAL 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 P2 口給低電平就亮。 AT89S52 的各輸入輸出口電路 除了 P2 口需要接 18B20 和 LED 外，其他的 IO 均接 的上拉電阻，以提高帶負載的能力。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 RST—— 復(fù)位輸入。作為輸入使用 時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在使用 8 位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 表 引腳號第二功能 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） ③ P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在這種模式下， P0 具有 第 16 頁 共 53 頁 內(nèi)部上拉電阻。 AT89S52 芯片的引腳 與功能 圖 AT89S51 引腳圖 AT89S52芯片的引腳功能 ： ① P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。 無源蜂鳴器的驅(qū)動電路比較復(fù)雜，而此處使用有源蜂鳴器接三極管放大即能滿足報警要求，故選擇無源蜂鳴器方案。 溫度設(shè)定電路的 方案 由于 DS18B20 的 測量范圍 所限，對其設(shè)定溫度的范圍 為 55 到 128 攝氏度 ，最高溫度限和最低溫度限也不過相差區(qū)區(qū)幾十度，所以也不用專門為其設(shè)計一個鍵盤來設(shè)定水溫而增加自己的工作量， 可以將設(shè)定值存入一個指定存儲空間即可， 故電路的設(shè)計也相對比較簡單，它的工作原理也非常的簡單。 指令 11：讀數(shù)據(jù) 。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 。 指令 3：光標和顯示模式設(shè)置 I/D: 光標移動方向，高電平右移，低電平左移； S: 屏幕上所有文字是否左移或者右移，高電平表示有效，低電平則無效 。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制令，如表 25 所示。 第 16 腳： BLK 背光電源負極，接 GND。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號獻，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 TC1602 液晶模塊的引腳圖如下所示： 圖 1602 液晶模塊引腳圖 各引腳功能分別如下： 第 1 腳： VSS 為電源地，接 GND。 LED 顯示器價格低廉，工作穩(wěn)定，發(fā)光強度較強，機械性能較好，在普通單片機應(yīng)用系統(tǒng)中最常見； LCD 顯示器是近年來上市的一種被動發(fā)光式顯示器，具有重量輕、功 第 12 頁 共 53 頁 耗低、體積小、顯示內(nèi)容豐富、使用方便等特點，在通訊、儀器儀表、電子設(shè)備、家用電器等低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中 得到越來越廣泛的應(yīng)用，使這些電子設(shè)備的人機界面變得越來越直觀形象，目前已廣泛應(yīng)用于電子表、計算器、液晶電視、復(fù)印機等許多方面。 從上面的 溫度傳送原理 可見，雖然 18B20 是單總線結(jié)構(gòu)，但是如果將 3 個傳感器都掛在一個串行 IO 口的話， 還需要先編程分別讀取各個 18B20 的序列號 ，就可能造成 編程的困難 ，而且程序調(diào)試時也難以跟蹤對應(yīng)的參數(shù)。一旦某個測溫點越限，主 CPU 用報警搜索命令即可識別正在報警的 DS18B20，并且讀出其序號，而不必考慮其他為報警的DS18B20。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500微秒，然后釋放， DS18B20 收到信號后等待 16～ 60 微秒左右，后發(fā)出 60～ 240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功。意 義為： TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是 1 ， TM 是測試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。 暫存存儲器包含了 8 個連續(xù)字節(jié)，前兩個字節(jié)是測得的溫度信息，第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個字節(jié)是溫度的高八位。 (3)DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例 :用 16 位符號 第 10 頁 共 53 頁 擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達，其中 S 為符號位。寄生電源有兩個顯著的優(yōu)點：第一，遠程檢測溫度時無需本地電源；第二，在缺少正常電源時也能讀 ROM。 第 9 頁 共 53 頁 測溫電路 的方案 圖 DS18B20 的引腳 測溫電路的方案要根據(jù)測溫的傳感器的結(jié)構(gòu)以及使用方法來確定。因為，在 工業(yè)自動化中的實時溫度測量 ，涉及到信號的傳輸，傳感器的響應(yīng)速度應(yīng)該較快，在這一點上，集成溫度傳感器稍微可以滿足，它的響應(yīng)速度快、傳輸距離也可以比較遠，適合中 遠距離測溫、控溫，不需進行非線性校準。對于 多路 溫度的測量，傳統(tǒng)的熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及半導(dǎo)體溫度傳感器需要配溫度變送 器，以獲得標準的模擬量（電壓或電流）輸出信號。測溫結(jié)果的數(shù)字量位數(shù) 9～ 12 位，可編程進行選擇。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 。 R5 、 R6 也需要在 25℃ 的標準溫度下校準。芯片中的 R1 和 R2 是采用激光修正的校準電阻，它能使 (+25℃ )下的電流恰好為 。 下面表 是幾種常用的熱電阻： 表 幾種常用的熱電阻 產(chǎn)品名稱 型號 分度號 測溫范圍 ℃ 鉑熱電阻 WZP Pt100 —200～ 650℃ 銅熱電阻 WZC Cu50 —50～ 150℃ （ 3）用模擬溫度傳感器作測溫元件 模擬集成溫度傳感器按輸出方式可以分為：電流、電壓、周期、頻率、比率輸出方式集成溫度傳感器。其中鉑熱電阻的測量 精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。其缺點是： 測量時間長，測量范圍太寬，在低溫測量中不適合用熱電偶溫度傳感器。其優(yōu)點是 ： 。 第 5 頁 共 53 頁 ② 熱電偶溫度傳感器的種類結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點 常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。在這種情況下產(chǎn)生的電動勢稱為熱電勢，用 E(T1,T)來表示。智能傳感器是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)的結(jié)晶，它也是集成溫度傳感器領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的一種新產(chǎn)品。外圍電路簡單，它是目前國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器。因此，分立式溫度傳感器將逐漸被淘汰。 （ 1） 分 立式溫度傳感器 溫度 設(shè) 定電路 聲光報警 電路 溫度采集電路 51 單片機 LCD 顯示電路 第 4 頁 共 53 頁 傳統(tǒng)的熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及半導(dǎo)體溫度傳感器，均屬于分立式溫度傳感器，傳感器本身就是一個完整的、獨立的感溫元件。在下面的的說明中 則 是從各方面來說明選擇 各個 模塊方案的原因。單片機將設(shè)定的溫度值通過動態(tài)掃描的方法輸出，液晶上可直接顯示 采集到的溫度和 設(shè)定 的 溫度。本控制器的核心， 溫度采入比較、顯示輸出和報警 就是用它的 軟件來 控制 實現(xiàn)的。 第 3 頁 共 53 頁 2 方案選擇 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 框圖 電熱水器水溫自動調(diào)節(jié)器以 AT89S52 單片機為核心，由溫度測定電路、溫度設(shè)定電路、單片機。 （ 1）在仿真模擬 參數(shù)的 實時 測量與在線顯示 3~8 路，并硬件實現(xiàn)至少 1 路。而且模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號需要 AD轉(zhuǎn)換，所以還需要開關(guān)電路，同時又占用大量 IO 口， 這 對于工業(yè) 生產(chǎn) 上的單片機多路測溫的成本控制和設(shè)計 簡化 來說 是 很不合理的，因此 針 對單片機的多路測溫，具有單總線結(jié)構(gòu)的數(shù)字式測溫傳感器是較優(yōu)選擇?，F(xiàn)代電子工業(yè)的飛速發(fā)展對自動測試的要求越來越高。此系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)代生產(chǎn)生活的需要，效率高，具有較強的穩(wěn)定性和靈活性。 所采用的控制芯片為 AT89S52，此芯片功能 較為 強大，能夠滿足設(shè)計要求。 本次設(shè)計的目的在于學(xué)習(xí)基于 51 單片機的多路溫度采集 報警 系統(tǒng)設(shè)計的基本流程和方法。入空調(diào)、熱水器、電水壺、微波爐等， 這 些電 器今后的市場發(fā)展?jié)摿薮?，從全國來看，將會有越來越多的智能電器進入千家萬戶 。我們利用溫度控制來更好的為我們的生活工作所服務(wù)，提高我們的生活質(zhì)量。 目前有各種各樣的多路參數(shù)采集系統(tǒng)，如基于 FPGA 的多路參數(shù)采集，基于 DSP 的多路參數(shù)采集、基于 PLC 的多路參數(shù)采集等等。LCD1602 第 I 頁 共 II 頁 目 錄 引言 ...............................................................................................................1 1 緒論 ..........................................................................................................2 課題背景及意義 ................................................................................................................. 2 系統(tǒng)設(shè)計主要任務(wù) ............................................................................................................. 2 2 方案選擇 ..................................................................................................3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 ................................................................................