【正文】 ............................................................................................................17 溫度采集電路 .......................................................................................................................17 報(bào)警電路設(shè)計(jì) .......................................................................................................................18 基于 AT89C51簡易轉(zhuǎn)數(shù)測量系統(tǒng)復(fù)位電路 ..............................................................................18 AT89C52簡易轉(zhuǎn)數(shù)測量系統(tǒng)時(shí)鐘電路 ...............................................................................19 整體電路 ..............................................................................................................................20 5 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................................20 概述 .....................................................................................................................................20 軟件設(shè)計(jì)總流程 ....................................................................................................................21 子程序設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................23 初始化 LCD1602 .................................................................................................................23 按鍵掃描 ..............................................................................................................................23 溫度的設(shè)定子程序 ................................................................................................................24 基于 AT89C51 單片機(jī)為核心的多路溫度采集系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 2 6 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 ...............................................................................................................25 7 結(jié)論 .......................................................................................................................................25 致 謝 .......................................................................................................................................26 附 錄 .........................................................................................................................................27 原理圖 .........................................................................................................................................27 PCB圖 .........................................................................................................................................28 源程序 .........................................................................................................................................28 基于 AT89C51 單片機(jī)為核心的多路溫度采集系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 3 引言 溫度是一個(gè)十分重要的物理量，對(duì)它的測量與控制有著十分重要的意義。 在 工、 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中， 占據(jù)著極其重要地位。單片 機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)化和各個(gè)測控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用。 （ 2）進(jìn)一步熟悉 AT89C52 單片機(jī)外部引腳的線路連接方法。 所以 多路溫度 檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于兩部分： 溫度采集即 溫度傳感器的選擇和 系統(tǒng) 主控單元的設(shè)計(jì)。因此，在溫 度測量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問題的最有效方案 。C 。 控制部分 方案一： 此方案采用 PC 機(jī)實(shí)現(xiàn)。使操作更為簡潔、易懂。DS18B20 是在分立式溫度采集模塊上發(fā)展而來的集溫度傳感器和 A/D 轉(zhuǎn)化于一體的芯片，該芯片能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際 要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 （ 4） 報(bào)警模塊功能 與設(shè)定的報(bào)警溫度上下限比較，超過限度后通過揚(yáng)聲器與燈光報(bào)警。 因此，在本課題設(shè)計(jì)的 多路 溫度采集 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)中，采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度的控制。 AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈 活性高且價(jià)廉的方案 ，能靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 PN結(jié)溫度傳感器 利用晶體二極管、三極管的 PN 結(jié)電壓隨著溫度變化而變化的原理制成。 DS18B20 的 簡介 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20是 DALLAS公司生產(chǎn)的基于串行接口的一線式數(shù)字溫度傳感器，它是將半導(dǎo) 體溫敏器件、 A/D 轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器等做在一個(gè)很小的集成電路芯片上，傳感器直接輸出的就是溫度信號(hào)數(shù)字值 的全新 傳感器 。C 范圍內(nèi) ,精度為 177。 ④ 測溫范圍為 一 55℃ ～ +125℃ ，在 一 10℃ ~85℃ 范圍內(nèi)誤差為 177。 圖中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線形，其輸出用于累加器 1的預(yù)置值。 ③ 非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL。對(duì)基于 AT89C51 單片機(jī)為核心的多路溫度采集系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 14 應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位 S=0 時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng) S=1時(shí)，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計(jì)算十進(jìn)制值。 具體硬件電路框圖結(jié)構(gòu)如圖 6： 圖 6 硬件電路框圖結(jié)構(gòu) 電源 電源電路 因?yàn)閱纹瑱C(jī)工作電源為 +5V，且電路功耗很小。另一種為硬件去抖動(dòng)： 即為按鍵添加一個(gè)鎖存器。在這種情況下我們可以采用分組的方 式，用單片機(jī)的多個(gè) I/O 來驅(qū)動(dòng)多路DS18B20。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST引腳 上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。在單片機(jī)設(shè)計(jì)中，若有外部擴(kuò)展的 I/O 接口電路需初始復(fù)位，如果它們的復(fù)位端和 MCS51 單片機(jī)的復(fù)位端相連，復(fù)位電路中的 R、C參數(shù)要受到影響，這時(shí)復(fù)位電路中的 R、 C參數(shù)要統(tǒng)一考慮以保證可靠的復(fù)位。時(shí)鐘頻率直 接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。晶體的頻率越高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。因?yàn)橥獠繒r(shí)鐘方式是用外部振蕩脈沖信號(hào)，用于多片 MCS51 單片機(jī)同時(shí)工作。 軟件設(shè)計(jì)總流程 操作說明：本系統(tǒng)用 6個(gè)按 鍵實(shí)現(xiàn) 功能 ，分別為： 復(fù)位鍵 、頁面切換鍵、 高溫設(shè)置鍵、低溫設(shè)置鍵、確認(rèn)鍵、累加鍵“ +”、累減鍵“ ” 。 掃描后從中讀取之前設(shè)置溫度的上下限，并從 DS18B20中讀取當(dāng)前的溫度進(jìn)行計(jì)算，如果達(dá)到報(bào)警要求 ，報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警。 ℃。置輸出線全部為 0，此時(shí)列線呈低電平 0的為按鍵所在的列。 測試方法 使 系統(tǒng)運(yùn)行，觀察系統(tǒng)硬件檢測是否正常（包括單片機(jī)最小系統(tǒng) ，按鍵 電路，顯示電路，溫度測試電路等）。用其構(gòu)建的系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)：硬件連線簡單，省去了使用模擬傳感器要進(jìn)行放大、 A/D轉(zhuǎn)換等工作，由于它的級(jí)聯(lián)功能，一條總線可掛接多個(gè)傳感器測量不同位置的溫度，根據(jù) DS18B20唯一的序號(hào)識(shí)別不同傳感器在各自位置的溫度。 在課題完成過程中，還得到了許多老師的指導(dǎo)和幫助，老師給我提供了很多思路與經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我深入理解課題的有關(guān)知識(shí)與方法起到了重要作用。 uint h_a,l_a,h_b,l_b,h_c,l_c。 if(data11000) //溫度值大于 100時(shí)，百位顯示 { w_cmd(addr)。 w_cmd(addr+4)。 w_cmd(addr+3)。 w_cmd(addr+4)。 } else //溫度值小于 100時(shí)，百位不顯示 { w_cmd(addr)。 w_cmd(addr+1)。 unsigned char temp_valuep1[]={0,0,0,0}。 同時(shí) 在 和同學(xué)們之間的相互探討也使我獲益匪淺。另外，由于 DS1820 單線通信功能是分時(shí)完成的 ,遵循嚴(yán)格的時(shí)隙概念 ,因此 , 系統(tǒng)對(duì)DS1820 和各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行 ,即 :初始化 DS1820 (發(fā)復(fù)位脈沖 )— 發(fā) ROM功能命令— 發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 — 處理數(shù)據(jù)。 采用溫度傳感器和溫度計(jì)同時(shí)測量多點(diǎn)水溫變化情況 ，觀察 顯示電路是否正常。 基于 AT89C51 單片機(jī)為核心的多路溫度采集系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 24 按鍵 掃描子程序流程圖如圖 18所示。 程序開始初始化，再經(jīng) DS18B20， ROM 操作指令識(shí)別判斷，再進(jìn)行存儲(chǔ)操作指令，轉(zhuǎn)化處理，讀取當(dāng)前溫度值。和是否更改上下限溫度，設(shè)置后按復(fù)位鍵程序重新進(jìn)行計(jì)算，并開始計(jì)算當(dāng)前溫度是否在設(shè)定值內(nèi)。如下圖 14所示。 整體電路 電路原理圖（見附 錄 ） 5 軟件設(shè)計(jì) 概述 基于 AT89C51 單片機(jī)為核心的多路溫度采集系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 21 整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實(shí)現(xiàn)的， 當(dāng)硬件的型號(hào)確定下來后也就有了與此相匹配的軟件。 MCS51 單片機(jī)常選擇振蕩頻率 12MHz 的石英晶體。 基于 AT89C51 單片機(jī)為核心的多路溫度采集系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 20 內(nèi)部時(shí)鐘方式：內(nèi)部時(shí)鐘方式電路圖如下圖 13 所示。一般來說，單片機(jī)的復(fù)位速度比外圍 I/O 快些。上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。 硬件連接電路如下圖11： Q11KR1LaBaled11kR9VCC1