基于單片機(jī)溫度計的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)(doc畢設(shè)論文)(編輯修改稿)
2025-07-21 01:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圖1 系統(tǒng)各部分硬件電路設(shè)計D AT89S52單片機(jī)簡介與最小系統(tǒng)設(shè)計AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。AT89S52使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，AT89S52擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 復(fù)位電路設(shè)計MCS52單片機(jī)通常采用上電自動復(fù)位、按鈕電平復(fù)位、外部脈沖復(fù)位、上電+按鈕電平復(fù)位、程序運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位等方式。AT89S52需要外加復(fù)位電路，本設(shè)計采用按鍵+上電復(fù)位，上電復(fù)位是利用電容充電來實(shí)現(xiàn)的，即上電瞬間RST/Vpd端的電位與Vcc相同，隨著充電電流的減少，最后被嵌位在0V,采用10uF的C3和10K的R2可以保證加在引腳上的高電平持續(xù)2個機(jī)器周期，即使單片機(jī)有效地復(fù)位。按鍵可以隨時使電路復(fù)位，當(dāng)鍵按下時1K的R1和10K的R2串聯(lián)分壓使RST為高電平，即復(fù)位。圖2 時鐘晶振電路MCS51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成震蕩器的高增益反向放大器，此放大器的輸入端和輸出端分別是XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2上外接晶振可構(gòu)成時鐘電路。時鐘電路在單片機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢。本次設(shè)計采用內(nèi)部方式的外部時鐘接法。為達(dá)到振蕩周期是12MHZ的要求，這里要采用12MHZ的晶振，電容CC2對頻率有微調(diào)作用，故外接晶振時，C1和C2在本設(shè)計中選擇30pF，振蕩頻率取12MHz。晶振的兩個引腳分別連到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入引腳。具體連接圖如圖3所示：圖31602液晶顯示器的外觀所示：液晶顯示器1602外觀 圖41602的外形尺寸所示：圖5 數(shù)字溫度傳感器DS18B20本次設(shè)計的硬件電路簡單，關(guān)鍵的地方在DS18B20,也是最復(fù)雜難懂的。由DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20型單線智能溫度傳感器,屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器,可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測量及控制儀器、測控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。它具有體積小，接口方便，傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。DS18B20的性能特點(diǎn)：① 采用單總線專用技術(shù)，既可通過串行口線，也可通過其它I/O口線與微機(jī)接口，無須經(jīng)過其它變換電路，直接輸出被測溫度值（9位二進(jìn)制數(shù)，含符號位）② 測溫范圍為55℃+125℃，℃③ 內(nèi)含64位經(jīng)過激光修正的只讀存儲器ROM④ DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)⑤ 適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)⑥ 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線總線“串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力⑦ 用戶可分別設(shè)定各路溫度的上、下限⑧ 適應(yīng)電壓范圍寬，～,在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電DS18B20的管腳排列如圖5所示。引腳功能如表1所示 圖6 圖7序號名稱引腳功能描述1Vcc可選擇的Vcc引腳。當(dāng)工作于寄生電源時，此引腳必須接地。2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。3GND地信號。 表1 DS1820主要包括寄生電源、溫度傳感器、64位激光ROM單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器（內(nèi)含便箋式RAM），用于存儲用戶設(shè)定的溫度上下限值的TH和TL觸發(fā)器存儲與控制邏輯、8位循環(huán)冗余校驗碼（CRC）發(fā)生器等七部分內(nèi)部，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。C64 位ROM和單線接口高速緩存存儲器與控制邏輯溫度傳感器高溫觸發(fā)器TH低溫觸發(fā)器TL配置寄圖8 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)64位ROM的結(jié)構(gòu)開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗碼。溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入戶報警上下限。 DS18B20溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路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。另一種是寄生電源供電方式，單片機(jī)端口接單線總線，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。本實(shí)驗采用第一種。由于DS18B20的單線通訊功能是分時完成的，它有嚴(yán)格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作按協(xié)議進(jìn)行，操作協(xié)議為：初始化DS18B20發(fā)復(fù)位脈沖224。寫ROM功能指令224。發(fā)存儲器操作命令
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