【正文】 度值 調數據處理子程序 生成顯示碼 顯示溫度值 22 圖 62系統(tǒng)水電阻檢測主程序框圖： 圖 62 電阻檢測模塊程序框圖 開始 初始化 計算 R 的值 外部中斷， 555 定時 送 1602 顯示 結束 23 第七章 測試方案與測試結果 調試方法 根據設計要求，需要測量水質，以及關于長距離的通信。 （ 2）定程序框圖，即根據所選擇的計算方法制定框圖。該系列集成穩(wěn)壓 IC型號中的 78或 79后面的數字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓， 20 如 7806 表示輸出電壓為正 6V， 7909 表示輸出電壓為負 9V。由于本次設計只需用到 LCD1602 的寫的功能，故干脆將其 5管腳拉低。 、 1602 液晶寄存器選擇控制表 1602 字符型 LCD 通常有 14 條引腳線或 16 條引腳線的 LCD，多出來的 2 條線是背光電源線 VCC(15 腳 )和地線 GND(16 腳 )，其控制原理與 14 腳的 LCD 完全一樣，其中： 表 55 1602 引腳功能圖 引腳 符號 功能說明 1 VSS 一般接地 2 VDD 接電源（ +5V） 3 V0 液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度）。具有一個驅動器跟接收器。 、 RS485 應用 在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用 RS485 串行總線標準。終端電阻在 RS485 網絡中取 120Ω。在構建網絡時，應注意如下幾點： （ 1）采用一條雙絞線電纜作總線，將各個節(jié)點串接起來，從總線到每個節(jié)點的引出線長度應盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。很多情況下，連接 RS485 通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“ A”、“ B”端連接起來。 、 RS485 總線的應用及介紹 、 RS485 及其接口介紹 RS232 使用 12V,0,12V 電壓來表示邏輯，（ 12V表示邏輯 1， 12V表示邏輯 0），全雙工，最少 3條通信線（ RX,TX,GND），因為使用絕對電壓 表示邏輯，由于干擾，導線電阻等原因，通訊距離不遠，低速時幾十米也是可以的。 、 NE555 內部結構及引腳說明 圖 59 555時基電路管腳排列圖 圖 510 555電路結構方框圖 555 芯片引腳圖及引腳描述 555 的 8 腳是集成電路工作電壓輸入端，電壓為 5～ 18V，以 UCC 表示；從分壓器上看出 ，上比較器 6 腳 A1 的５腳接在 R1 和 R2 之間，所以 5 腳的電壓固定在 2UCC/3 上；下比較器 A2 接在 R2 與 R3 之間， A2 的同相輸入端電位被固定在 UCC/3 上。 圖 54 DS18B20 的復位時序 對于 DS18B20 的讀時序分為讀 0時序和讀 1 時序兩個過程。當工作于寄生電源時 ，此引腳必須接地。 C之間。在單片機最小系統(tǒng)上電時，利用 R11 和 C3 充放電原理，以達到實現的單片機最小系統(tǒng)的復位。為了執(zhí)行內部程序指令， EA 應該接 VCC。如果需要，通過 9 將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作將無效。對 P3 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。如下表為 P1 口的第二功能： 表 51 P1 口的第二功能 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計時器 T2的外部計數輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計時器 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） P2 口 ： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動4 個 TTL 邏輯電平。在這種模式下， P0 具有內部上拉電阻。根據本設計要求，選擇 RS485 作為實現長距離傳送方案。 RS232 線路簡單，應用廣泛 ， 但距離受限，數據傳輸效率也不很高 。 DS18B20 的測溫是 +55℃到 +125℃。常用的模擬溫度傳感器有LM391 LM33 LM4 AD22103 電壓輸出型、 該方案的缺點是模擬信號轉換為數字信號的借口電路需要占用微機的數條數據 /控制線。 6 溫度傳感器方案的選擇 隨著現代科技的發(fā)展，傳感器技術的應用越來越廣泛。 電路的工作原理： 通過 Ne555 定時器構成的多諧振蕩器和電容反饋式三點式攀比成的振蕩電路產生的一定頻率的波，再通過單片機的 I/O接口對捕獲高低電平的讀出頻率，然后通過程序算法處理抽換算成電 進行主從機之間的通信 ，將從機信號發(fā)送到主機，經過主機的數據轉換和處理，將溫度值以及電阻值通過字符液晶 1602 顯示器顯示。電阻率的單位為 歐姆當水中插入一對電極時，通電之后，在電場的作用下，帶電的離子就產生一定方向的移動，水中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，使水溶液起導電作用，水的導電能力的強弱程度，就成為電導。水土流失 其中 飲水安全則是影響人體健康和國計民生的重大問題。 經過主機的數據轉換和處理，將溫度值通過字 符液晶 1602 顯示器顯示。水質檢測是對水資源保護的重要指標。未經處理而排放的生活污水 其檢測內容可以為 PH 值，電導率，溫度等。 溶液導電能力以電阻值來表示，導電能力強電阻值小。 表 21 某質量分數各水樣的相對電導率范圍 序列 測量內容 相對電導率變化范圍 1 自來水 2 加入 8mg 硫酸亞 鐵 3 加入 4mg 硫酸亞鐵 4 加入 4mg 氯化鉀 5 加入 2mg 氯化鉀 6 加入 1mg 氯化鉀 7 加入 2mg 磷酸三鈉 8 生活污水 9 某電氣公司處理前水樣 10 某電氣公司處理后水樣 11 加入汽油的水樣 12 加入煤油的水樣 4 第 3 章 系統(tǒng) 設計要求及總體設計要求 系統(tǒng)設計要求 由于不同水質的導電能力不同，不同溫度對水的電導率也有影響，本設計通過檢測不同水質及不同溫度下水中的電阻，從而得出其電導，判斷水質是否純凈。 方案三：利用５５５構成單穩(wěn)態(tài)的方案 圖 43 555 定時器構成單穩(wěn)態(tài) 根據５５５定時器構成單穩(wěn)態(tài)，產生脈沖波形，通過單片機讀取高低電平得出頻率，通過公式換算得到電阻值。根據本設計的要求，不適宜用此類傳感器。 而 DS18B20 是由美國 DALLAS 公司生產的一種自帶編碼的單線數字溫度傳感器，可以把溫度信號直接轉換成數字信號。盡管在特定的條件下，使用無線傳輸比有線傳輸具有更大的可行性，但是由于無線傳輸也存在許多不足之處，如傳統(tǒng)無線通訊方式通訊距離短、性能不穩(wěn)定，受天氣等情況影響較大，不能真正實現無縫覆蓋等，所以針對本設計，不宜采用此通信方式。RS485 收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抗干擾的能力，加上接收器具有高的靈敏度、能檢測抵達 200mv 的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。作 為輸出口，每位能驅動 8 個 TTL邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻 的原因，將輸出電流（ IIL）。在使用 8位地址訪問外部數據存儲器時， P2 口輸出 P2鎖存器的內容。在 flash 編程時，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖。當 AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數據存儲器時， PSEN 將不被激活。震蕩器發(fā)出的脈沖直接送入內部時鐘電路。 （ 3）、實際應用中不需要外部任何元器件即可實現測溫。開漏單總線接口引腳。所有時序都是將 主機作為主設備，單總線器件作為從設備。 圖 56 DS18B20 的寫時序 12 圖 57為 DS18B20 的程序流程圖： 圖 57 DS18B20程序流程圖 、本系統(tǒng)所使用的 DS18B20 電路 圖 58為 DS18B20 電路圖： 圖 58 DS18B20 電路圖 、 NE555 簡介及應用 、 NE555 基本知識 555 時集成電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結合在同一硅片上的組合集成電路。為高電平，放電管 VT截止， Vcc再 次對電容 c充電，電路又翻轉到第一暫穩(wěn)態(tài)。接口信號電平比 RS232C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL 電平兼容，可方便與 TTL 電路連接。 由于 PC機默認的只帶有 RS232 接口，有兩種方法可以得到 PC 上位機的 RS485 電路：（ 1）通過 RS232/RS485 轉換電路將 PC 機串口 RS232 信號轉換成 RS485 信號，對于情況 15 比較復雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離珊的產品。理論上，在每個接收數據信號的中點進行采樣時，只要反射信號在開始采樣時衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但電容 C 的取值是個難點，需要在功耗和匹配質量間進行折衷。應用 RS485 可以聯網構成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯 32 臺驅動器和 32臺接收器。 因為 1602 識別的是 ASCII 碼，試驗可以用 ASCII 碼直接賦值， 在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如 39。 、本系統(tǒng)采用的 1602 液晶顯示電路 圖 513為 1602 液晶顯示電路 ： 19 圖 513 1602 液晶顯示電路 注：本圖使用黑色排座為液晶接插提供方便 本設計采用 1602液晶顯示。顧名思義，三端 IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。應用程序的設計因系統(tǒng)而異，但程序設計總是有共同特點及其規(guī)律的。如果源程序有語法錯誤，需修改源文件后繼續(xù)編譯，直到無語法錯誤為止，然后利用目標代碼通過仿真器進行程序調試，排除設計和編程中的錯誤直到成功。在設計中，合適的選擇電容，可以控制電阻的測量范圍。實現了對水中電阻及溫度的檢測，以及實現了遠距離傳送。 在這里首先要感謝本設計的指導老師任志山老師。 27 參考文獻 [1] 樂嘉華，溫度檢測技術的現狀和未來，煤油化工自動化 [J].1998（ 3）， 3638. [2] 何立民 .MCS51 系列單片機應 用系統(tǒng)設計，第一版，北京航空航天大學出版社， 1993，1924. [3] 張君謨 .單片機中級教程，第一版，北京航空航天大學出版社， 2020， 2543. [4] 沙占友 . 集成溫度傳感器原理與應用 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2020， 8495. [5] 劉川來，李康康，劉成才，徐健，一種組合式溫度傳感器的研究 [J]. 儀器儀表學報 , 2020,28（ 31）： 888892. [6] 余威明 . DS18B20 高精度多點溫度檢測顯示系統(tǒng) [J]. 儀表技術 , 2020,03： 3739. [7] 王海燕 . 在 線水質電導率信號采集系統(tǒng)的電路設計 [J] 醫(yī)療衛(wèi)生裝備， 2020， 10 [8] 鄭聯英 . 水溶液電導率的測量方法研究 [D]. 北京 ： 北京化工大 學 ， 2020： 46. [9] 趙亮 . 跟我學 51 單片機（七） —— LCD1602 液晶顯示模塊 [J].電子制作 . 2020: 卷7 期 7477 [10] HU Hong bin .Measuring for temperature characteristic of temperature relay. Electro Mechanical,2020,(9):4648 [11] Sun Kai .Controlling temperature system of resistance Technology,2020,22(2):5052 28 附錄 1 電路原理圖 29 附錄（ 2） .電路 PCB 圖 30 附 錄 （ 3） .主要程序 溫度檢測： include include include sbit DE_RE=P3^4。 } /******************************************* 函數名稱 : ds1820rst() 功 能 : 18b20 溫度轉換器復位功能 參 數 : 復位函數 返回值 :