【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 傳感器，它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專用 IC。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。 AD590 把被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為電流再通過放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器，輸出數(shù)字量送給單片機(jī)進(jìn)行溫度控制。 方案二： 采用數(shù)字單片智能溫度傳感器 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 7 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 如圖（ 26） 輸出信 號(hào)進(jìn) 的上拉電阻直接接到單片機(jī)的 引腳上。 圖 26 溫度傳感器 DS18B20 溫度傳感器是美國(guó)達(dá)拉斯 (DALLAS)半導(dǎo)體公司推出的應(yīng)用單總線技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器。該器件將半導(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。本 設(shè)計(jì)中溫度傳感器之所以選擇單線數(shù)字器件DS18B20，是在經(jīng)過多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因： （ 1）系統(tǒng)的特性：測(cè)溫范圍為 55℃～ +125℃ ，測(cè)溫精度為士 ℃；溫度轉(zhuǎn)換精度 9～ 12 位可變，能夠直接將溫度轉(zhuǎn)換值以 16 位二進(jìn)制數(shù)碼的方式串行輸出； 12位精度轉(zhuǎn)換的最大時(shí)間為 750ms；可以通過數(shù)據(jù)線供電，具有超低功耗工作方式。 （ 2）系統(tǒng)成本：由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來越強(qiáng)大，體積越來越小，而價(jià)格也越來越低。一支 DS18B20 的體積與普通三極管相差無幾 ，價(jià)格只有十元人民幣左右。 （ 3）系統(tǒng)復(fù)雜度：由于 DS18B20 是單總線器件，微處理器與其接口時(shí)僅需占用 1個(gè) I/O 端口且一條總線上可以掛接幾十個(gè) DS18B20，測(cè)溫時(shí)無需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少工程的施工量。 （ 4）系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡(jiǎn)化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來方便。同時(shí)因?yàn)?DS18B20 是全數(shù)字元器件，故障率很低，抗干擾性蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 8 強(qiáng)，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。 DS18B20 溫度傳感器只有三根外引線：?jiǎn)尉€數(shù)據(jù)傳輸總線端口 DQ ，外供電源線 VDD，共用地線 GND。 DS18B20 有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時(shí) VDD 接地，它是通過內(nèi)部電容在空閑時(shí)從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的完成溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長(zhǎng)。這種情況下，用單片機(jī)的一個(gè) I/O口來完成對(duì)DS18B20 總線的上拉。另一種是外部供電方式 (VDD 接 +5V)，相應(yīng)的完成溫度測(cè)量的時(shí)間較短。 在本設(shè)計(jì)中采用外部供電方式實(shí)現(xiàn) DS18B20 傳感器與單片機(jī)的連接，其接口電路如圖 27 所示。 圖 27溫度傳感器接口 此方案硬件電路非常簡(jiǎn)單，但程序設(shè)計(jì)復(fù)雜一些，但是在課外 對(duì) DS18B字符型液晶顯示有所了解，而且曾經(jīng)在網(wǎng)上看到過此類程序程序設(shè)計(jì)，并且我已經(jīng)使用過開發(fā)工具 KEIL 用 C語言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，用單片機(jī)開發(fā)板對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果。由此可見，該方案完成具有可行性，體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)上也沒有任何問題。 由于 DS18B20 將溫度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、 A/D轉(zhuǎn)換、接口全部集成于一芯片，與單片機(jī)連接簡(jiǎn)單、方便，與 AD590 相比是更新一代的溫度傳感器，所以溫度傳感器采用 DS18B20。 鍵盤電路 本課題設(shè)計(jì)采用的鍵盤模塊，其接口原理圖如 下圖 28 所示 。其中從上到下按鍵的功能依次是：功能鍵，時(shí)鐘調(diào)整加一鍵，時(shí)鐘調(diào)整減一鍵，溫控開關(guān)。 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 9 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 20 M a y 20 12 S he e t of F i l e : D : \畢業(yè)設(shè)計(jì) \ 16 0 2 液晶顯示 朱其濤 .dd b D r a w n B y :123456789J1C O N 91 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12 13 14 15 16R P 116 P I NE A / V P P31X T A L 119X T A L 218R E S E T9R D / P 3 .717W R / P 16I N T 0/ P 12I N T 1/ P 13T 0/ P 14T 1/ P 15P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P A D 039P / A D 138P / A D 237P / A D 336P / A D 435P / A D 534P / A D 633P / A D 732P / A D 821P / A D 922P / A D 1023P / A D 1124P / A D 1225P / A D 1326P / A D 1427P / A D 1528P S E N29A L E / P R O G30T X D / P 3. 111R X D / P 3 .010U1A T 89 C 5 1R 1010KS2S3S4S5Q1N P N 1R2R E S 2R3R E S 2R4R E S 2R5R E S 2R7R E S 2R8R E S 2R6R E S 2R9R E S 2U3O P T O I S O 2GND1I / O2V C C3U2D S 18 2 0D1D I O D E+5+5+5+5A+M G 1M O T O R S E R V O+5+51234J2C O N 4+5+5 圖 28 鍵盤模塊電路 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 10 3 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件主要是采用 C語言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行變成實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。主程序?qū)δK進(jìn)行初始化，而后調(diào)用 設(shè)定溫度、測(cè)量 溫度、處理溫度、顯示、鍵盤等模塊。用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度，主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 DS18B20 的測(cè)量的當(dāng)前溫度值并負(fù)責(zé)調(diào)用各子程序 ,其程序流程如圖 31系統(tǒng)程序流程圖。 主程序流程 圖 31 流程 圖 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 11 4 Protel 繪圖 Protel軟件簡(jiǎn)介 Protel 99 SE 是 ProklTechnology 公司推出的運(yùn)行于 Windows 9X/2021/XP等操作系統(tǒng)之上的電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它建立在 Protel 獨(dú)特的設(shè)計(jì)管理器（ Design Explorer）基礎(chǔ)之上。 Protel 99 SE 由原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)、印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)、電路信號(hào)仿真和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成，其中，原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)和印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)是 Protel 99 SE 的兩大主要組成部分。 原理圖繪制 用 Protel 99se 軟件繪制帶 1602 液晶顯示的 智能溫控 原理圖。 啟動(dòng) Protel99se，新建一個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立原理圖文件，添加元件庫(kù)，然后從元件列表中選取所需的原件，根據(jù)元件的規(guī)格對(duì)元件進(jìn)行編輯，合理的放置元件如圖 41所示，最后對(duì)元件進(jìn)行線路連接如圖 42所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 20 M a y 20 12 S he e t of F i l e : D : \畢業(yè)設(shè)計(jì) \ 16 0 2 液晶顯示 朱其濤 .dd b D r a w n B y :123456789J1C O N 91 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12