【文章內(nèi)容簡介】 試，它們是嵌入式 ICERT 邏輯和嵌入式跟蹤宏核（ETMS）系列。 傳感器的選擇 溫度傳感器方案一：模擬溫度傳感器 AD590AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓范圍為3~30V，輸出電流 223μ?。?0℃）~423μ?。?150 ） ，靈敏度為 1μΑ/℃。當在電路中串接采樣電阻 R 時，R 兩端的電壓可作為輸出電壓。注意 R 的阻值不能取得太大，以保證 AD590 兩端電壓不低于 3V。AD590 輸出電流信號傳輸距離可以達到 1㎞以上。作為一種高阻電流源，最高可達 20ΜΩ，所以它不必考慮選擇開關(guān)或 CMOS 多路轉(zhuǎn)換器所引入的附加電阻造成的誤差。適用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。方案二：熱敏電阻傳感器熱敏電阻傳感器是一種敏感元件，用在傳感電路中電子元件，只要為基片加上電極，用在電路中，通過熱敏電阻器阻值的變化測量環(huán)境溫度的變化。它的最大特點是電阻值隨溫度的變化而顯著變化，因而能夠通過其電阻值的變化感知周圍環(huán)境溫度的變化。目前常見的電阻器有正溫度系數(shù)熱敏電子和負溫度系數(shù)熱敏電阻兩種。方案三：數(shù)字溫度傳感器 DS18B20DS18B20 是實現(xiàn)單總線測控網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵器件，主要包括寄生電源，溫度傳感器，64 位激光 ROM 和單總線接口，存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器 RAM，用于存儲用戶設(shè)定溫度上下限制的 TH 和 TL 觸發(fā)器，存儲與控制邏輯，8 位循環(huán)冗余校驗碼發(fā)生器等七部分。用戶可以設(shè)定報警溫度存儲在片內(nèi)的 EEPROM 中，掉電后依然保存。為系統(tǒng)的設(shè)計提供了極大的方便,不僅性能好，而且功能突出。 顯示器的選擇方案一：LED 數(shù)碼管顯示器LED 是一種較為常用的發(fā)光元件。目前以 LED 為發(fā)光元件而研制的顯示屏應(yīng)用可作為實時工業(yè)控制系統(tǒng)中的遠距離實時信息顯示器，對高要求的工藝流程進行實時顯示。數(shù)碼管可以理解為封裝了 8 個發(fā)光二極管的元件。其成本低廉，亮度高，是電子設(shè)備中常用的顯示器件。但是由于數(shù)碼管的特性，只能顯示簡單的字符，且數(shù)碼管占用資源較多，由于單片機 I/O 驅(qū)動能力不強，而且軟件編制麻煩，在本設(shè)計中不選擇該方案。方案二：字符型液晶顯示器液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄，使用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動，易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已廣泛應(yīng)用。同時也具有低功耗，顯示內(nèi)容靈活多變等優(yōu)點。在本設(shè)計中要實現(xiàn)的信息多，用液晶顯示器可以充分輸出系統(tǒng)所有信息。根據(jù)實際所需，需要顯示不同界面和編程制作菜單顯示。液晶顯示方式是靜態(tài)顯示，在實驗中只需更新數(shù)據(jù)即可。 通信方式的選擇方案一：RS232 網(wǎng)絡(luò)RS232 是一種常用的串口設(shè)備，一般在通信和人機交互領(lǐng)域用于傳輸數(shù)據(jù)。雖然串口系統(tǒng)要比并口系統(tǒng)復(fù)雜，但在數(shù)據(jù)傳輸時卻比并口系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)線少，因而效率也更高。由于其發(fā)送電平與接收電平的差僅為 2V~3V 左右，所以其共模抑制能力差，再加上傳輸電纜上存在的分布電容，使其傳送距離只能到達到 15 米左右，最高速率為 20kb/s。 RS232 是為點對點（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的，其驅(qū)動器負載為 3～7kΩ。所以 RS232 適合本地設(shè)備之間的通信。方案二：RS485 通信方式RS485 標準是由電子工業(yè)協(xié)會和通訊工業(yè)協(xié)會共同制訂和開發(fā)的。RS485 作為一種多點差分數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范，已經(jīng)成為世界最廣泛應(yīng)用的標準通信接口之一。理論上 RS485 標準最多接入 32 個設(shè)備（受芯片驅(qū)動能力的影響） ，可以工作在雙工或全工模式下，最大傳輸距離約為 1219 米，最大傳輸速率約為 10Μbps。然而通常網(wǎng)絡(luò)采用平衡雙絞線最為傳輸媒體，平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，只有在 20Kbps 的傳輸速率才肯能達到最大傳輸距離。一般 15 米長的雙絞線最大傳輸速率僅為 1Μbps。不過對于速率要求不高的控制系統(tǒng)來說已經(jīng)足夠了。方案三：CAN 總線通信網(wǎng)絡(luò)CAN 總線是德國奔馳公司 80 年代為解決汽車眾多控制設(shè)備與儀器儀表之間的數(shù)據(jù)交換的一種串行通信協(xié)議。隨著技術(shù)的發(fā)展，它作為現(xiàn)場總線可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的工業(yè)現(xiàn)場。根據(jù)不同的需要或以主從方式?；蛘咭远嘀鲝姆绞焦ぷ鳌AN 總線使用雙絞線或其他電纜進行通信，傳輸速率可達 1Mbps。CAN 總線由于可靠的設(shè)計，高速率遠距離的傳輸，所以比較適合工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的互聯(lián)。經(jīng)過對本系統(tǒng)的分析，最終處理器決定采用 AT89S52 單片機，采用單總線方式采集環(huán)境的信息。這樣在一條總線上就可以采集溫度數(shù)據(jù)。溫度傳感器采用 DS18B20 傳感器。單總線具有組網(wǎng)方便，維護簡單等一系列優(yōu)點，在本系統(tǒng)中可以非常輕松地在單總線上掛接多個傳感器探頭，每個單總線都可以通過其唯一的序列號進行操作，十分方便。在下位機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過液晶顯示器實時顯示環(huán)境信息，通過 RS485 網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳送給遠端得上位機。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 AT89S52 單片機AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 程序存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 8051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，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、有效的解決方案。AT89S52 具有以下標準功能： 8K 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器/ 計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)時鐘電路。 AT89S52 單片機的管腳排列 AT89S52 引腳排布圖AT89S52特性：? 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容；? 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器；? 不少于 1000 次擦寫周期；? 三級加密程序存儲器；? 32 個可編程 I/O 口線；? 三個 16 位定時器/計數(shù)器；? 八個中斷源；? 全雙工 UART 串行通道；? 低功耗空閑和掉電模式；? 掉電后中斷可喚醒；? 看門狗定時器；? 雙數(shù)據(jù)指針；? 掉電標識符； 單片機最小系統(tǒng)原理圖EA/VP 31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10VCC 40GND20U1AT89S52GNDWRRSTRDVCCNC1GND2VCC 4OUT 3X1P10DQP12P14P15P16P17BELLP485MR 1VCC2GND3PFI4 PFO5 WDI6RST 7WDO 8U4MAX813LRSTVCCWDID11N4148S1X1X1 單片機最小系統(tǒng)原理圖 PT12864M 液晶顯示器SPRT12864M 漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置 8192 個中文漢字（16X16 點陣） 、128 個字符（8X16 點陣）及 64X256 點陣顯示 RAM（GDRAM） 。 模塊引腳說明引腳 引腳名稱 方向 功能說明1 VSS 模塊的電源地2 VDD 模塊的電源正端3 V0 LCD 驅(qū)動電壓輸入端4 RS(CS) H/L 并行指令/數(shù)據(jù)選擇信號。串行片選信號5 R/W(SID) H/L 并行的讀寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口6 E(CLK) H/L 并行的使能信號；串行的同步時鐘7 DB0 H/L 數(shù)據(jù) 0 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù) 715 PSB H/L 并/串行接口選擇：H并行；L串行16 NC 空腳17 /RET H/L 復(fù)位 低電平有效18 NC 空腳19 LED_A 背光源正極（LED+5V）20 LED_K 背光源負極（LEDOV） 接口時序圖 寫液晶數(shù)據(jù)時序模塊有并行和串行兩種連接方法（8 位并行連接方式時序圖如圖 ）：寫資料到模塊。從模塊讀出資料 圖 讀液晶數(shù)據(jù)時序 具體指令介紹1） 、清除顯示：清除顯示屏幕，把 DDRAM 位址計數(shù)器調(diào)整為“00H”2)、位址歸位：把 DDRAM 位址計數(shù)器調(diào)整為“00H”，游標回原點，不影響顯示DDRAM3)、顯示狀態(tài) 開/關(guān)：D=1；整體顯示 ON C=1；游標 ON B=1；游標位置 ON4)、游標或顯示移位控制：設(shè)定游標的移動與顯示的移位控制位：這個指令并不改變DDRAM 的內(nèi)容5)、功能設(shè)定：DL=1（必須設(shè)為 1）RE=1；充指令集； RE=0：基本指令集；6)、設(shè)定 CGRAM 位址：設(shè)定 CGRAM 位址到位址計數(shù)器（AC）7)、設(shè)定 DDRAM 位址：設(shè)定 DDRAM 位址到位址計數(shù)器（AC）8)、讀取忙碌狀態(tài)（BF）和位址：讀取忙碌狀態(tài)（BF ）可以確認內(nèi)部動作是否完成，同時可以讀出位址計數(shù)器（AC）的值9)、寫資料到 RAM：寫入資料到內(nèi)部的 RAM10)、讀出 RAM 的值：從內(nèi)部 RAM 讀取資料（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM） 1wire 總線技 術(shù) 單總線技術(shù)概述單總線（1wire）是美國 Dallas Semiconductor 公司的一項專利技術(shù)。與目前多數(shù)標準串行數(shù)據(jù)通信方式不同，它采用單根信號線，且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的。具有節(jié)省 I/O口線資源，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，便于總線擴展和維護等多有點。目前，Dallas 公司采用單總線接口的芯片具有多個種類，包括數(shù)字溫度計，數(shù)字電位器，A/D 轉(zhuǎn)換器， RAM 或 EEPROM 存儲器等。采用單總線接口設(shè)備可以方便地組成數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，由單總線設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)被稱為微型局域網(wǎng)（MicroLAN） 。作為一種主從式網(wǎng)絡(luò)，可以由單片機或者個人電腦作為網(wǎng)絡(luò)上中的主設(shè)備，而網(wǎng)絡(luò)中的其他單總線設(shè)備都作為從設(shè)備。通過主設(shè)備對單總線的控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收發(fā)送。所以，該種網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模靈活可變，網(wǎng)絡(luò)中的單總線設(shè)備可以幾個或