數(shù)字溫度測(cè)量及自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-08-26 01:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器是一種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件，是單片機(jī)人機(jī)對(duì)話(huà)最常用的輸出設(shè)備。結(jié)合設(shè)計(jì)顯示內(nèi)容分析，數(shù)碼管足以顯示出需要表達(dá)的數(shù)據(jù)。一個(gè)四位的數(shù)碼管市面價(jià)格在4元左右，能耗比起一個(gè)LCD1602要低。遵循了綠色低碳的環(huán)保理念。綜上所述，設(shè)計(jì)顯示模塊選擇方案二。 微控制器模塊方案一：此方案采用STC89C51八位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。它內(nèi)存較小，只有4K字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線(xiàn)，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，無(wú)在線(xiàn)下載編程功能，也無(wú)在線(xiàn)仿真功能。方案二：此方案采用STC89S52八位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。它內(nèi)存較大，有8K的字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，比STC89C51要多4K。它可在線(xiàn)編程，可在線(xiàn)仿真的功能，這讓調(diào)試變得方便。單片機(jī)軟件編程的自由度大，可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。綜上所述，我們采用了第二個(gè)方案，即STC89S52。 報(bào)警提示模塊方案一：采用單片機(jī)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)完成聲光提示，此方案能完成聲光提示功能，給人以提示的可懂性比較差，但在一定程度上能滿(mǎn)足要求，而且易于實(shí)現(xiàn)，成本也不高（報(bào)警提示電路如圖2所示）。 方案二：采用DS1420可分段錄放音模塊，能夠給人以直觀的提示，但DS1420錄放音模塊價(jià)格比較高，也可以采用此方案來(lái)處理，但方案二性?xún)r(jià)比不如方案一，且在短時(shí)間內(nèi)不能夠采購(gòu)到到該元件。綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用方案一。圖2 報(bào)警提示電路 軟件方案選擇 軟件采用C語(yǔ)言編寫(xiě)比較匯編語(yǔ)言C語(yǔ)言易于設(shè)計(jì)、理解和移植。缺點(diǎn)是對(duì)單片機(jī)時(shí)間精度控制沒(méi)有匯編高生成HEX文件體積稍大效率稍低。但經(jīng)過(guò)比較后在本設(shè)計(jì)中可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求因此采用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序。第3章 溫度檢查系統(tǒng)核心元件介紹 DS18B20溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：●獨(dú)特的單線(xiàn)接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；●多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；●無(wú)須外部器件；●可通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)供電，~；●零待機(jī)功耗；●溫度以9或12位數(shù)字；●用戶(hù)可定義報(bào)警設(shè)置；●報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；●負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； 它有64位ROM的結(jié)構(gòu)開(kāi)始8位是產(chǎn)品類(lèi)型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗(yàn)碼，這也是控制多個(gè)DS18B20的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL，可通過(guò)軟件寫(xiě)入報(bào)警上下限。DS18B20可讀取溫度寄存器的9個(gè)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)存放的是測(cè)得的溫度值，低4位為小數(shù)部分，最高5位為正負(fù)標(biāo)志位，全0為正，1為負(fù)，其余位為整數(shù)部分。第三字節(jié)為溫度報(bào)警值存放地址，通過(guò)軟件可復(fù)制到ROM可掉電保存。圖3 DS18B20 STC89C52單片機(jī)介紹STC89C52單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片 機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。 STC89C52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k B Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè) 全雙工串行通信口，看門(mén)狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，STC89C52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷 系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三 種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性： 兼容MCS51指令系統(tǒng) 4KB可反復(fù)擦寫(xiě)(1000次）ISP Flash ROM 32個(gè)雙向I/O口 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率033MHz 全雙工UART串行中斷口線(xiàn) 128x8bit內(nèi)部RAM 2個(gè)外部中斷源
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