基于單片機的溫度警報器設計方案(編輯修改稿)
2025-05-30 22:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 期在測溫時獲得比較高的分辨力。這是通過改變計數(shù)器對溫度每增加一度所需計數(shù)的的值來實現(xiàn)的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數(shù)器的值和每一度的計數(shù)值。DS1820內(nèi)部對此計算的結(jié)果可提供℃的分辨力。溫度以16bit帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出，表1給出了溫度值和輸出數(shù)據(jù)的關系。數(shù)據(jù)通過單線接口以串行方式傳輸。DS1820測溫范圍55℃~+125℃，以℃遞增。如用于華氏溫度，必須要用一個轉(zhuǎn)換因子查找表。意DS1820內(nèi)溫度表示值為1/2℃LSB。最高有效（符號）位被復制充滿存儲器中兩字節(jié)溫度寄存器的高MSB位，由這種“符號位擴展”產(chǎn)生出了示于表1的16bit溫度讀數(shù)。可用下述方法獲得更高的分辨力。首先，讀取溫度值，將℃位（LSB）從讀取的值中截去，這個值叫做TEMP_READ。然后讀取計數(shù)器中剩余的值，這個值是門周期結(jié)束后保留下來的值（COUNT_REMAIN）。最后，我們用到在這個溫度下每度的計數(shù)值（COUNT_PER_C）。用戶可以用下面的公式計算實際溫度值：TEMPEATURE==(COUNT_PER_CCOUNT_REMAIN)/COUNT_PER_CDS18B20的使用：CPU對DS18B20的訪問流程是：先對DS18B20初始化，再進行ROM操作命令，最后才能對存儲器操作，數(shù)據(jù)操作。DS18B20每一步操作都要遵循嚴格的工作時序和通信協(xié)議。如主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位，復位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。 DS18B20常用控制命令，如表41所示。表1 DS18B20 控制命令表指 令 約定代碼 操 作 說 明 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 BEH 讀暫存器9個字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、TL字節(jié) 復制暫存器48H 把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2RAM中 重新調(diào)E2RAMB8H 把E2RAM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH字節(jié) 讀電源供電方式B4H 啟動DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號給主CPU 五、硬件設計（一）硬件電路設計系統(tǒng)設計包括硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)兩部分組成，系統(tǒng)硬件電路如圖51所示。硬件系統(tǒng)設計由電源、復位、按鍵、傳感器接口、報警驅(qū)動、顯示等部分組成。它們可以分成三類：1)電源、復位：復位、按鍵部分2)輸入輸出：按鍵、顯示部分3)驅(qū)動：傳感器接口、報警驅(qū)動部分圖7 系統(tǒng)硬件原理圖（1）（二）電源和復位電路設計系統(tǒng)采用交流供電，系統(tǒng)經(jīng)過外接12V交流變壓器，將市電變成12V交流電。系統(tǒng)經(jīng)過全波整流將交流電變成直流電，一部分整流后直流電通過直流穩(wěn)壓芯片7812變成平滑的12V直流電，提供給報警器接口。另一部分整流后直流電通過直流穩(wěn)壓芯片7805變成平滑的直流電，提供給系統(tǒng)其他部分。單片機常見的復位電路有：上電復位、手動復位。本設計采用上電復位。圖7 系統(tǒng)軟件原理流程圖（2）（三） 輸入、輸出部分設計輸入、輸出部分是單片機的信息傳輸通道，本部分實現(xiàn)按鍵的讀?。ㄝ斎耄?、溫度值的顯示（輸出）。傳統(tǒng)的按鍵設計，由電阻和按鍵組成，電阻的一端接電源，電阻的另一端接按鍵和單片機引腳。當按鍵按下時，單片機引腳為低電平；當按鍵放開時，單片機引腳為高電平。本系統(tǒng)在進行輸入部分在設計時利用了ATmega16單片機的內(nèi)部上拉電阻，直接將按鍵連接到引腳，節(jié)省了4個電阻。顯示部分設計由8個共陽級數(shù)碼管和8個三極管組成，采用動態(tài)顯示方法實現(xiàn)數(shù)字顯示。8個數(shù)碼管的數(shù)字腳并接到單片機PA端口，確定數(shù)碼管的顯示內(nèi)容；數(shù)碼管公共端分別接三極管發(fā)射極，確定在某一時刻，那個數(shù)碼管顯示。8個三極管集電極電源，三極管基極接極接單片機PC端口，當某PC端口為高電平時，對應數(shù)碼管被選中，數(shù)字腳顯示數(shù)字。（四）驅(qū)動部分設計傳感器接口按照18b20的要求，接電源和地后，數(shù)據(jù)引腳通過上拉電阻接單片機即可。報警器采用電平驅(qū)動，具體報警設備可以外接，也可用蜂鳴器。此外還采用發(fā)光二極管、小燈泡等發(fā)光設備進行報警提示。外接報警設備通過三極管驅(qū)動繼電器完成六、軟件設計（一）顯示部分設計數(shù)碼管的外觀 圖8數(shù)碼管的外觀 圖9 5011系列數(shù)碼管的引腳排列一個“8”字型的顯示模塊用“a、b、c、d、e、f、g、dp” 8 個發(fā)光二極管組合而成。每個發(fā)光二極管稱為一字段。其內(nèi)部電原理圖如圖6－6－4，分別是共陰極和共陽極LED數(shù)碼管兩種結(jié)構(gòu)形式。 圖10共陰極數(shù)碼管 圖11共陽極數(shù)碼管以共陰極數(shù)碼管為例，由圖中可以看出：如果要點亮數(shù)碼管的某一段，只需將該段加上高電平，然后使數(shù)碼管的公共端8腳為低電平，那么該段就會點亮。單個數(shù)碼管的電路連接 單個數(shù)碼管的電路連接可以直接同AVR單片機的某個口連接。在圖6－5中，PC0接A段對應引腳，PC1接B段對應引腳， PC7接dp段對應引腳，采用的是共陽極數(shù)碼管。圖12單個數(shù)碼管的電路連接單數(shù)字的顯示單數(shù)字的顯示通過PC端口輸出數(shù)字對應字段的編碼，在數(shù)碼管上就可顯示對應數(shù)字。程序如下：includeavr/includeutil/unsigned char seg[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x98},i。int main(){DDRC=0xff。PORTC=0xff。while(1){for(i=0。i=9。i++){PORTC=seg[i]。_delay_ms()。}}}程序的關鍵是字形編碼的書寫，不同的字形編碼會得到不同的符號。在字形編碼眾多時，字形編碼會占用大量的內(nèi)存空間，字形編碼這類數(shù)據(jù)的特點是：我們只需要讀取它們的內(nèi)容，而不會修改其內(nèi)容，即只進行讀操作不進行
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