【正文】 多采用由模擬溫度傳感器、多路模擬開關(guān)、 A／ D 轉(zhuǎn)換器及單片機(jī)等組成的傳輸系統(tǒng)。在這樣的形式下。這種設(shè)計(jì)方案能對(duì)多點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)巡檢，各檢測(cè)單元能獨(dú)立完成各自功能， 同時(shí)能夠根據(jù)主控機(jī)的指令對(duì)溫度進(jìn)行定時(shí)采集，測(cè)量結(jié)果 在數(shù)碼管上 顯示。 選題背景 在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。溫度是工業(yè)控制對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品加工、機(jī)械制造、鋼鐵、石化，水泥、玻璃等各類工業(yè)中，廣泛使用加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等。因此，要改變這種局面，只靠增加耕地面積是不可能實(shí)現(xiàn)的，因此我們要另辟蹊徑，想辦法來提高單位畝產(chǎn)量。單片機(jī)在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、信息處理、家用電器等各測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭。因此，本課題圍繞基于單片機(jī)的數(shù)顯溫度報(bào)警系統(tǒng)展開應(yīng)用研究工作。這種溫度采 3 集系統(tǒng)需要布置大量的測(cè)溫電纜，才能把現(xiàn)場(chǎng)傳感器的信號(hào)送到采集卡上，安裝和拆卸繁雜，成本也高。它將系統(tǒng)的地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為一根導(dǎo)線，允許在這根導(dǎo)線上掛接數(shù)百個(gè)控制對(duì)象，形成多點(diǎn)單總線測(cè)控系統(tǒng)。本文介紹的溫度檢測(cè)系統(tǒng)就是基于單總線技術(shù)及其器傳組建的。該系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，具有較高的測(cè)量精度，不需要任何固定網(wǎng)絡(luò)的支持，安裝簡(jiǎn)單方便，性價(jià)比高，可維護(hù)性好。 167。由于智能溫度傳感器DSl8B20 既能對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，又能設(shè)定所需要控制的溫度，并對(duì)溫度值能夠把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，所以本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中選用智能溫度傳感器 DS18B20。用戶還可自設(shè)定非易失性溫度報(bào)警上下限值，并可用報(bào)警搜索命令識(shí)別溫度超限的 DS18B20。由于 AT89 系列單片枧與 MCS51 系列單片機(jī)兼容，所以，本系統(tǒng)中的單片機(jī)選用 AT89C52。本系統(tǒng)通過單總線可以掛接很多個(gè)智能溫度傳感器 DSl8B20，用于不同地方的溫度 檢測(cè) 。 167。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一 (僅測(cè)量溫度 )、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫， 不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。但單片機(jī) 溫度傳感器 報(bào)警 單總線 支線 2 支線 1 6 它自成系統(tǒng)，工作時(shí)并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別。智能溫度傳感器內(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。智能溫度傳感器 DSl8B20 正是朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(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。 DSl8B20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口， 測(cè)量溫度范圍為 55℃ ～ +125℃ ，在 10～ +85℃范圍內(nèi)，精度為士 0． 5℃ ?？蓮V泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測(cè)量及控制儀器、測(cè)控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。 (3)可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓范圍： +3． 0～ +5． 5 V。 (5)通過編程可實(shí)現(xiàn) 9～ 12位的數(shù)字讀數(shù)方式。當(dāng)電源電壓的極性反按時(shí)，能保護(hù) DSl8B20不會(huì)因發(fā)熱而燒毀。 (11)內(nèi)含 64 位激光修正的只讀存儲(chǔ) ROM，扣除 8 位產(chǎn)品系列號(hào)和 8 位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 (CRC)之后，產(chǎn)品序號(hào)占 48 位。 2． 2． 3 DSl8B20的管腳排列 DSl8B20 采用 3腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝。 2． 2． 4 DSl8B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DSl8B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 24所示。 (3)高速暫存存儲(chǔ)器 DSl8B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的 E2RAM。該字節(jié)各位的定義如 下： 低 5 位一直都是 l， TM 是測(cè)試模式位，用于設(shè)置 DSl8B20 在工作模式還是在測(cè)試模式。 10 高速暫存存儲(chǔ)器除了配置寄存器外，還有其他 8個(gè)字節(jié)組成，其分配如下所示。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后。 表 22 部分溫度值 11 DSl8B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值 T與 TH、 TL作比較，若 TTH或TTL。主機(jī)根據(jù) ROM的前 56位來計(jì)算 CRC值，并和存入 DSl8B20中的 CRC值做比較，以判斷主機(jī)收到的 ROM數(shù)據(jù)是否正確。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電， DSl8B20的 I/O口線要接 5K左右的上拉電阻。 167。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測(cè)量前，首先將． 55℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 l 和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在． 55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 2． 2． 7 DSl8B20的時(shí)序 由于 DSl8B20 采用的是 l— wirc 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，單線通信功能是分時(shí)完成的，有嚴(yán)格的時(shí)序概念，因此讀寫時(shí)序很重要。復(fù)位時(shí)，主機(jī)將數(shù)據(jù)線激發(fā)為低電平并保持 480us～ 960us 然后釋放數(shù)據(jù)線，再由上拉電阻將數(shù)據(jù)線拉升 15us～ 60us,然后再由 DS18B20 發(fā)出響應(yīng)信號(hào)，以將數(shù)據(jù)線激發(fā)成低電平 60us～ 240us,這樣就完成了復(fù)位操作。主機(jī)可在 15us 后讀取數(shù)據(jù)線以獲得數(shù)據(jù)。 (2)在 DSl8B20 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DSl8B20 數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè) DSl8B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)將總線電纜改為雙絞 線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。 (4)在 DSl8B20 測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向 DSl8B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 DSl8B20的返回信號(hào)，一旦某個(gè) DSl8B20接觸不好或斷線，當(dāng)程序 讀該 DSl8B20時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。 2． 3． 1單片機(jī)概述 單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī) [8]，又稱微控制器，嵌入式微控制器等，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)的主要特點(diǎn)有： 1)具有優(yōu)異的性能價(jià)格比。 單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域： 由于單片機(jī)具有上述顯著的特點(diǎn)，因此，其應(yīng)用領(lǐng)域無所不至，在自動(dòng)化裝置、智能化儀器儀表和家用電器等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。 167。 8KB 可重擦寫 Flash 閃速存儲(chǔ)器 256x8 字節(jié) 內(nèi)部 RAM 可編程串 行 UART 通 道 掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工 作并禁止其它所有部件工作指導(dǎo)下一個(gè)硬件復(fù)位。 ：控制線共有 4跟 ⑴ ALE/PROG:當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)，一般情況下， ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的，要注意的是：每訪 問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE脈沖。 ⑶ RST:復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ATM89C52共有 4個(gè)并行 I/O端口： P0、 P P P3口，共 32個(gè)引腳。 ﹒ P1: P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口。參見表 24 20 Flash編程和程序校驗(yàn)期間， P1接收低 8位地址。 ﹒ P3: P3是一組內(nèi)部帶上拉電阻的 8位雙向 I/O口線， P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè) TTL邏輯門電路，對(duì) P3口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。該圖只畫出了僅掛接一個(gè)芯片，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的原理示意圖。 AT89C52是整個(gè)裝置的控制核心， AT89C52內(nèi)帶 8K字節(jié)的 FLASHROM， 用戶程序存放在這罩。 圖 2一 11 溫度 檢 測(cè)系統(tǒng)電原理示意圖 顯示器模塊由四位一體的共陽(yáng)數(shù)碼管和 4個(gè) 9012組成。本設(shè)計(jì) 22 中需要用 4個(gè) LED組成顯示單元，并采用動(dòng)態(tài)顯示方式。本設(shè)計(jì)中取 R為 4． 7 千歐 ， Ra為 510歐 比較理想。因?yàn)?74LS06是開漏器件，需要在輸出處加上拉電阻。同時(shí)，也可利用 89C52的串行通信口 (RXD， TXD)與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，從而構(gòu)成微機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)網(wǎng)。 有關(guān) DSl8B20的工作流程圖見第三章。 3． 2系統(tǒng)部分子程序 167。 3． 2． 4 DSl8B20定時(shí)顯示子程序 (采用循環(huán)掃描方式、顯示緩沖區(qū) 40H～ 47H) ORG 0040H DSPLAY： MOV PO， 40H ；最后一位值送 PO ORL P0， 70H ；點(diǎn)亮最后一位 LCALL TlMS ； 延時(shí) 1MS MOV PO， 41H 0RL P0， 60H LCALL T1MS MOV PO， 42H ORL P0， 50H LCALL T1MS MOV PO， 43H ORL P0， 40H MOV TH0， LOW(6553610000) ；定時(shí)器 10MS中斷 MOV TLO， HIGH(65536l0000) RETI ****************************************************** T1MS： MOV R5， 02H ；延時(shí) 1MS子程序 TT： MOV R6， 0FAH TTl： DJNZ R6， TTl DJNZ R5， TT RETl 167。主機(jī)啟動(dòng)溫度變換并讀取溫度值的詳細(xì)流程圖如圖 32所示； DSl8B20的初始化程序流程圖如圖 33所示；主機(jī)寫入存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)詳細(xì)流程圖如 34所示。 本論文針基于單片機(jī)的溫度 檢測(cè) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，具體做了以下幾個(gè)方面的研究： 一、分析了當(dāng)前溫度 檢測(cè) 系統(tǒng)的現(xiàn)狀與不足，闡述了基于單片機(jī)的溫度 檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性和現(xiàn)實(shí)意義。由單片機(jī)、溫度傳感器、 顯示電路、報(bào)警電路 組成。其中所選用的數(shù)字單總線溫度傳感器是目前最新的測(cè)溫器件，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) 。本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、工作精度高，經(jīng)測(cè)試，在 10C～ 70C間測(cè)得誤差為 O． 25℃ ， 80=T=105℃ 時(shí)誤差為 0． 5℃，當(dāng)T105℃誤差增大到 1℃左右。 本 系統(tǒng)是一種比較智能，經(jīng)濟(jì)的方案，適于大力推廣， 能夠 給我們 帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 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