畢業(yè)設(shè)計(jì)-淺論單片機(jī)在溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-01-05 13:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計(jì)，提高我對傳感器的認(rèn)識和了解，尤其是對溫度傳感器的深入研究以及其用法與用 控制器原理圖 所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的原理圖共分為 七 大模塊：主模塊、 指示燈、加熱器啟動(dòng)或停止模塊、溫度的測量模塊、鍵盤模塊 、 報(bào)警模塊 和電源設(shè)計(jì)模塊 。如下圖 22所示。 E A / V P31X119X218R E S E T9R D / P 3 .717W R / P 3 . 616I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 9 C5 1a b c d e f gLEA DCBMC 1 4 9 9 5a b c d e f gLEA DCBMC 1 4 9 9 5a b c d e f gLEA DCBMC 1 4 9 9 5a b c d e f gLEA DCBMC 1 4 9 9 5e1d2com3c4dp5b6a7com8f9g10D S 3e1d2com3c4dp5b6a7com8f9g10D S 2e1d2com3c4dp5b6a7com8f9g10D S 1e1d2com3c4dp5b6a7com8f9g10D S 4Z0Z1Z2Z3X0X1LE2 4 譯碼器R E D L E DG R E E N L E DR1R2R3R4+5Q?P N PS P E A K E R+5+ 1 2N P NR5S1+5V C C3DQ2G N D1L1D S 1 8 B 2 0R6S2S3S1S4報(bào)警模塊 輸出模塊顯示模塊溫度采集模塊溫度的設(shè)置模塊模式切換鍵增加溫度上下限鍵減少溫度上下限鍵溫控開關(guān) o n / o ff 鍵C1C2Y1C3R7S5+5主模塊+5+5 圖 22 主要芯片概述 單片機(jī) AT89C51 1． AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 AT89S51 具有如下特點(diǎn)： 40個(gè)引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 128 bytes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，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 2． 功能特性 ： 兼容 MCS51指令系統(tǒng) 32 個(gè)雙向 I/O 口 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ， 全雙工 UART 串行中斷口線 ， 2 個(gè)外部中斷源 ， 中斷喚醒省電模式 ， 看門狗（ WDT）電路 ， 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 ， 4k可反復(fù)擦寫 (1000次） ISP Flash ROM， 工作電壓 ， 時(shí)鐘頻率 033MHz128 劉悅婷 8bit 內(nèi)部 RAM，低功耗空閑和省電模 式 ， 3級加密位軟件設(shè)置空閑和省電功能 。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口 被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 劉悅婷 TAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 劉悅婷 TAL2：來自反向振蕩器的輸出。 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電 . 獨(dú) 特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊 DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫 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) 溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時(shí)精度為 177。 ℃ 可編程的分辨率為 9～ 12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫 在 9位分 辨率時(shí)最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12位分辨率時(shí)最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 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(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。 DS18B20 的外形及管腳排列如下圖 : DS18B20 引腳定義 (1)DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； (2)GND 為電源地； (3)VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 圖 2： DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS18B20 工作原理 DS18B20 的讀寫時(shí)序和測溫原理與 DS1820 相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由 2s 減為 750ms。 DS18B20 測溫原理如圖 3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計(jì)數(shù)器 1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計(jì)數(shù)器 2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃ 所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器 1對低溫度系數(shù)晶 振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值減到 0時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1重新開DS18B20 VCC DC GND R? RES2 VCC 3 DQ 2 GND 1 U2 DS18B20 始
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