基于ds18b20的自動溫控系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-07-24 17:33 本頁面
【文章內容簡介】 系統(tǒng)的硬件電路設計就是為本單片機溫控系統(tǒng)選擇合適的、最優(yōu)的系統(tǒng)配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設備，如鍵盤、顯示器、打印機、A/D轉換器、設計合適的接口電路等。系統(tǒng)設計應本著以下原則：(1) 盡可能選擇典型電路，并符合單片機常規(guī)用法。本設計采用了典型的顯示電路、A/D轉化電路，為硬件系統(tǒng)的標準化、模塊化打下良好的基礎。(2) 硬件結構應結合應用軟件方案一并考慮。軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件實現(xiàn)，以簡化硬件結構。由軟件實現(xiàn)的硬件功能，一般響應時間比硬件實現(xiàn)長，且占用CPU時間。由于本設計的響應時間要求不高，所以有一些功能可以用軟件編程實現(xiàn)，如鍵盤的去抖動問題。(3) 系統(tǒng)中的相關器件要盡可能做到性能匹配。系統(tǒng)中所有芯片都應盡可能選擇低功耗產(chǎn)品。本系統(tǒng)的硬件電路主要包括模擬部分和數(shù)字部分，從功能模塊上來分有主機電路、數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤顯示電路、控制執(zhí)行電路。系統(tǒng)硬件包括：溫度傳感器、信號調理電路、A／D轉換器件、MCS51單片機、鍵盤輸入、LED溫度顯示器、溫度控制電路。 芯片選擇單片機就是在一塊硅片上集成了微處理器、存儲器和各種輸入輸出接口電路的微型計算機，簡稱單片機。單片機以其較高的性能價格比受到了人們的重視和關注。它的優(yōu)點就是體積小、重量輕、抗干擾能力強、對環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。單片機根據(jù)其基本操作處理的位數(shù)可分為132位單片機，應用最為廣泛的是八位單片機。根據(jù)本次設計的實際情況和要求，在本次設計中采用AT89C51作為系統(tǒng)的控制芯片。AT89C51是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有4K的系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，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。 溫度檢測本課題設計的溫度控制范圍為2580攝氏度，溫度傳感器采用采用AD590半導體集成溫度傳感器。A/D590具有較高的精度和重復性，不需輔助電源，線性好，使用方便，便于微機系統(tǒng)測控。被測溫度信號為一路由AD590測得的代表溫度的電壓信號，經(jīng)溫度調理電路放大后使其在05V范圍內，使其適合于A/D轉換器的輸入電壓范圍。 A/D轉換電路A/D轉換電路的種類很多，例如，計數(shù)比較型、逐次逼近型、雙積分型等等。選擇A/D轉換器件主要從轉換速度、精度和價格上考慮。逐次逼近型A/D轉換器，在精度、速度和價格上都比較適中，是最常用的A/D轉換器。雙積分A/D轉換器，具有精度高、抗干擾性好、價格低廉等優(yōu)點，但轉換速度慢。近年來在微機應用領域中也得到了廣泛的應用。本次設計采用八路模擬輸入通道的逐次逼近型的八位A/D轉換器ADC0809。采用ADC0809作為與單片機的接口電路，它的結構比較簡單，轉換速度較高。采用ADC0809作為A/D轉換器具有與單片機連接簡單的優(yōu)點，它是八位的轉換器可以與八位的單片機直接連接，這樣就簡化了系統(tǒng)的連接電路也有利于系統(tǒng)軟件的編寫。 鍵盤輸入鍵盤可分為編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤，鍵盤上閉合鍵的識別由專用的硬件譯碼器實現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編號和鍵值的稱為編碼式鍵盤；靠軟件識別的為非編碼式鍵盤。在單片機組成的測控系統(tǒng)中，用得最多的是非編碼鍵盤。在這里采用的就是非編碼式鍵盤。鍵盤的連接方式采用獨立連接式，這種連接方式能夠簡化程序的| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 編寫。 LED顯示在單片機應用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器（LED）和液晶顯示器（LCD）。采用LED作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示器具有價格低、性能穩(wěn)定和響應速度快等特點。LED顯示方式有靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示和串口顯示。為了節(jié)省系統(tǒng)本身的硬件資源，在這里LED的顯示方式采用串行靜態(tài)顯示方式。利用串口可以工作在移位寄存器方式，驅動LED靜態(tài)顯示。這樣就可以充分的利用并行口，并將并行口用到最需要的地方去，同時主程序不需要掃描顯示器，使它有更多的時間處理其他事情。這種顯示方法用于顯示位數(shù)少、顯示亮度大的地方能夠達到很好的顯示效果。 控制電路控制電路作為單片機系統(tǒng)的后向通道，他是將單片機處理后的數(shù)字控制信號用輸出口輸出，并將該數(shù)字信號用于對控制對象的控制。由于單片機的輸出信號電平很低，無法直接驅動外圍設備進行工作，因此在單片機的后向通道中需要外圍設備的驅動、信號電平的轉換以及隔離放大等技術。本次設計采用繼電器作為控制電路的主要器件，通過繼電器可以實現(xiàn)直流信號控制交流負載的功能，從而實現(xiàn)單片機系統(tǒng)的控制功能。系統(tǒng)的軟件設計采用模塊化設計，采用模塊化設計可以簡化系統(tǒng)軟件的編寫，使軟件編寫思路更加簡單明了。系統(tǒng)軟件主要由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現(xiàn)模塊和運算控制模塊。主程序模塊用于實現(xiàn)各個子程序間的跳轉。功能實現(xiàn)模塊主要由A/D轉換子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序、繼電器控制程序等部分組成。運
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