基于單片機(jī)的游泳池保溫控制器的設(shè)計(存儲版)
【正文】 CC 與引腳 1 分別接按鍵 S1 的兩端，用以使單片機(jī)復(fù)位。本色設(shè)計使用的是二十針的 AT89C2051，單片機(jī)電路引腳如圖 52圖 52 單片機(jī)電路引腳圖17 溫度傳感器電路測溫電路使用的測溫元件是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS18B20,其各引腳的接法如下：圖 53 溫度傳感器電路引腳圖本設(shè)計的保溫電路為減少大功耗的熱水器對單片機(jī)的干擾，使用了可以隔離強(qiáng)弱電的繼電器用較弱的電流控制高功率的熱水器啟動。而 C1，C2 實現(xiàn)濾波。16 各部分電路圖 51 顯示電路圖顯示電路采用了兩位的共陽的 7 段數(shù)碼管掃描電路，如圖 51 所示節(jié)約了單片機(jī)的輸出口。溫度傳感器 DS18B20 的 DQ 口接單片機(jī)的 口進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集，如圖 所示。12減法計數(shù)器斜坡累加器減到 0減法計數(shù)器預(yù) 置低溫度系數(shù)振 蕩 器高溫度系數(shù)振 蕩 器計數(shù)比較器預(yù) 置溫度寄存器減到 0圖 3－4 測溫原理內(nèi)部裝置 DS18B20 的測溫流程初始化DS18B20跳過 ROM匹配溫度變換 延時 1S跳過 ROM匹配讀暫存器轉(zhuǎn)換成顯示碼數(shù)碼管顯示圖 3－5 DS18B20 測溫流程13第 4 章 單片機(jī)接口設(shè)計 設(shè)計原則DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時 DS18B20 的 1 腳接地，2 腳作為信號線，3 腳接電源,如圖 41 所示單片機(jī)端口接單線總線，另一種是寄生電源供電方式，為保證在有效的 DS18B20 時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個 MOSFET管來完成對總線的上拉。程序可以先跳過 ROM，啟動所有 DSl8B20 進(jìn)行溫度變換，之后通過匹配 ROM，再逐一地讀回每個 DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù)。10 主 機(jī) 采 樣主 機(jī) 采 樣 45451主 機(jī) 寫 時 序主 機(jī) 寫 0時 序 圖 3－3 讀時序總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時序是，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。 響 應(yīng) 脈沖 60~24等 待 15主 機(jī) 最 小 8主 機(jī) 復(fù) 位 脈 沖最 小 480US 圖 3－1 初始化時序總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機(jī)響應(yīng)應(yīng)答脈沖。代替水銀的有酒精溫度計和金屬簧片溫度計，它們雖然沒有毒性，但測量精度很低，只能作為一個概略指示。表 2－4 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時間表R1 R0 分辨率/位 溫度最大轉(zhuǎn)向時間/ms0 0 9 0 1 10 1 0 11 3751 1 12 750表 2－5 一部分溫度對應(yīng)值表溫度/℃ 二進(jìn)制表示 十六進(jìn)制表示+125 0000 0000 1111 1010 00FAH+25 0000 0000 0011 0010 0032H+ 0000 0000 0000 0001 0001H0 0000 0000 0000 0000 0000H 1111 1111 1111 1111 FFFFH25 1111 1111 1100 1110 FFCEH55 1111 1111 1001 0010 FF92H 的產(chǎn)生 在 64 b ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼（CRC） 。因此，在實際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如表 22 所示。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 把采集到的溫度通過數(shù)據(jù)引腳 DQ 腳傳到單片機(jī)的 口，單片機(jī)接受溫度并存儲。比較上述兩種方案，方案 2 改善了方案 1 的不足及缺點，并具有控制簡單、控制溫度精度高的特點所以我們采用方案二，單總線 DS18B20，硬件簡單，精度高，設(shè)計中容易實現(xiàn)。兩個數(shù)碼管即時顯示溫度，精確到整數(shù)位。第一臺計算機(jī)誕生至今僅僅幾十年的時間，計算機(jī)的性能已經(jīng)大大提高，價格不斷的下降，從而使之可以迅速而廣泛地應(yīng)用于人類的生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機(jī)械制造、糧食存儲、酒類生產(chǎn)等領(lǐng)域內(nèi)，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一，物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都離不開溫度。近年來，人類的生產(chǎn)和生活方式發(fā)生了巨大的變化，產(chǎn)生這一變化的重要原因就是計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展。溫度在上下限溫度之間時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不執(zhí)行。使用 DS18B20 測溫，測溫電路簡單，測溫精度高，但 DS18B20 初始化程序比較復(fù)雜，可以說是以復(fù)雜的程序換來簡單的電路。這一部分主要完成對溫度信號的采集和轉(zhuǎn)換工作，由 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分組成。DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EEPRAM。表 2－2 DS18B20 內(nèi)部存儲器結(jié)構(gòu)Byte0 溫度測量值 LSB（50H）Byte1 溫度測量值 MSB（50H） EEPROMByte2 TH 高溫寄存器 ?? TH 高溫寄存器Byte3 TL 低溫寄存器 ?? TL 低溫寄存器Byte4 配位寄存器 ?? 配位寄存器Byte5 預(yù)留（FFH）Byte6 預(yù)留（0CH）Byte7 預(yù)留（IOH）Byte8 循環(huán)冗余碼校驗（CRC）表 2－3 DS18B20 字節(jié)定義TM R1 R0 1 1 1 1 1由表 24 可見，分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長。 表 是一部分溫度值對應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)?？墒撬娜秉c是只能近距離觀測，而且水銀有毒，玻璃管易碎。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序，具體工作方法如圖 31，32，33 所示。寫 0 時序，主機(jī)輸出低電平，延時 60us，然后釋放總線，延時 2us[6]。主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須用讀 ROM(33H)命令將該 DSl8B20 的序列號讀出。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 串口引腳 P1 口接 7 個 2K 的電
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