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正文內(nèi)容

畢業(yè)論文—基于ds18b20的溫度檢測(cè)系統(tǒng)(編輯修改稿)

2024-07-25 10:15 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件去抖動(dòng):它是在檢測(cè)到有鍵按下時(shí),執(zhí)行一個(gè)10ms的延時(shí)程序后,再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平,如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正鍵按下狀態(tài),從而消除了抖動(dòng)影響。另一種為硬件去抖動(dòng):即為按鍵添加一個(gè)鎖存器。兩種方法都簡(jiǎn)單易行,本設(shè)計(jì)采用的是硬件去抖。B. 對(duì)按鍵進(jìn)行編碼給定鍵值或給出鍵號(hào)對(duì)于按鍵無論有無編碼,以及采用什么編碼,最后都要轉(zhuǎn)換成為與累加器中數(shù)值相對(duì)應(yīng)的鍵值,以實(shí)現(xiàn)按鍵功能程序的散轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移。為使編碼間隔小,散轉(zhuǎn)入口地址安排方便,常采用依次序排列的鍵號(hào)。撥碼開關(guān)值含義0000實(shí)時(shí)顯示通道一的溫度值0001實(shí)時(shí)顯示通道二的溫度值0010實(shí)時(shí)顯示通道三的溫度值0011實(shí)時(shí)顯示通道四的溫度值0100實(shí)時(shí)顯示通道五的溫度值0101實(shí)時(shí)顯示通道六的溫度值0110實(shí)時(shí)顯示通道七的溫度值0111實(shí)時(shí)顯示通道八的溫度值1***自動(dòng)循環(huán)顯示所有通道的溫度C. 選擇鍵盤監(jiān)測(cè)方法對(duì)是否有鍵按下的信息輸入方式有中斷方式與查詢方式兩種。本設(shè)計(jì)采用的查詢法,即在在CPU空閑時(shí)調(diào)用鍵盤掃描子程序。溫度顯示電路 設(shè)計(jì)采用的是共陰極七段數(shù)碼管。顯示方式有動(dòng)態(tài)掃描和靜態(tài)顯示,兩種方法在本設(shè)計(jì)中皆可。由于靜態(tài)掃描要用到多片串入并出芯片,考慮到電路板成本計(jì)算。本人采用是節(jié)約硬件資源的動(dòng)態(tài)掃描方式。即用兩塊芯片就可以完成顯示功能。顯示數(shù)據(jù)由4511譯碼器輸出,ULN2003為位驅(qū)動(dòng)掃描信號(hào)。 具體電路圖如下:167。這里我們用到溫度芯片DS18B20。DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器,具有3引腳TO-92小體積封裝形式?!?,被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出。其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入,也可采用寄生電源方式產(chǎn)生。CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信,占用微處理器的端口較少,可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。DS18B20支持“一線總線”接口,測(cè)量溫度范圍為 55176。C~+125176。C,在10~+85176。C范圍內(nèi),精度為177。176。C?,F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量,如:環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)(1) DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件:① 64位激光ROM。64位激光ROM從高位到低位依次為8位CRC、48位序列號(hào)和8位家族代碼(28H)組成。② 溫度靈敏元件。③ 非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL??赏ㄟ^軟件寫入用戶報(bào)警上下限值。④ 配置寄存器。配置寄存器為高速暫存存儲(chǔ)器中的第五個(gè)字節(jié)。DS18B20在0工作時(shí)按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)精度的數(shù)值,其各位定義如圖所示。TMR1R011111MSB DS18B20配置寄存器結(jié)構(gòu)圖LSB其中,TM:測(cè)試模式標(biāo)志位,出廠時(shí)被寫入0,不能改變;R0、R1:溫度計(jì)分辨率設(shè)置位,其對(duì)應(yīng)四種分辨率如下表所列,出廠時(shí)R0、R1置為缺省值:R0=1,R1=1(即12位分辨率),用戶可根據(jù)需要改寫配置寄存器以獲得合適的分辨率。配置寄存器與分辨率關(guān)系表 :R0R1溫度計(jì)分辨率/bit最大轉(zhuǎn)換時(shí)間/us009011010113751112750(2) 高速暫存存儲(chǔ)器高速暫存存儲(chǔ)器由9個(gè)字節(jié)組成,其分配如下圖所示。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后,經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第0和第1個(gè)字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù),讀取時(shí)低位在前,高位在后,數(shù)據(jù)格式如圖所示。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算:當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí),直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制;當(dāng)S=1時(shí),先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a,再計(jì)算十進(jìn)制值。溫度低位溫度高位THTL配置保留保留保留8位CRCLSB DS18B20 存儲(chǔ)器映像圖MSB溫度值格式圖DS18B20 溫度數(shù)據(jù)表:2322212021222324MSBLSBSSSSS262524典型對(duì)應(yīng)的溫度值表:溫度/℃二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+125 +++05500000111 1101000000000001 1001000100000000 1010001000000000 0000100000000000 0000000011111111 1111100011111111 0101111011111110 0110111111111100 1001000007D0H0191H00A2H0008H0000HFFF8HFF5EHFE6FHFC90HDS18B20最大的特點(diǎn)是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式,DS18B20的數(shù)據(jù)I/O均由同一條線來完成。硬件連接電路如下圖:AT89C51DS18B201DS18B202DS18B203DS18B2020VCC=5V1—WIRE 本系統(tǒng)為多點(diǎn)溫度測(cè)試。DS18B20采用外部供電方式,理論上可以在一根數(shù)據(jù)總線上掛256個(gè)DS18B20,但時(shí)間應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),如果掛接25個(gè)以上的DS18B20仍舊有可能產(chǎn)生功耗問題。另外單總線長(zhǎng)度也不宜超過80M,否則也會(huì)影響到數(shù)據(jù)的傳輸。在這種情況下我們可以采用分組的方式,用單片機(jī)的多個(gè)I/O來驅(qū)動(dòng)多路DS18B20。在實(shí)際應(yīng)用中還可以使用一個(gè)MOSFET將I/O口線直接和電源相連,起到上拉的作用。對(duì)DS18B20的設(shè)計(jì),需要注意以下問題(1)對(duì)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20 進(jìn)行操作,需要用較為復(fù)雜的程序完成。編制程序時(shí)必須嚴(yán)格按芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)提供的有關(guān)操作順序進(jìn)行,讀、寫時(shí)間片程序要嚴(yán)格按要求編寫。尤其在使用DS18B20 的高測(cè)溫分辨力時(shí),對(duì)時(shí)序及電氣特性參數(shù)要求更高。(2)有多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)時(shí),應(yīng)考慮系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)傳感器出錯(cuò)自動(dòng)指
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