基于單片機的數(shù)字溫度計設(shè)計-文庫吧資料
2025-01-24 14:50本頁面
【正文】 第四章 軟件設(shè)計 概述整個系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來了。 溫度報警電路本設(shè)計的發(fā)揮部分，是加入了報警，如果我們所設(shè)計的系統(tǒng)是監(jiān)控某一設(shè)備，一當(dāng)設(shè)備的溫度超過我們所設(shè)定的溫度值時，系統(tǒng)會產(chǎn)生報警。經(jīng)過單線接口訪問DC18B20 必須遵循如下協(xié)議：初始化、ROM 操作命令、存儲器操作命令和控制操作。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點，即使電源電壓VCC 降到3V 時，依然能夠保證溫度量精度。DS18B20與芯片連接電路如圖 ： 圖 DS18B20與單片機的連接外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電。但寄生電源方式需要強上拉電路, 軟件控制變得復(fù)雜(特別是在完成溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到E2PROM 時) , 同時芯片的性能也有所降低。DS18B20 的電源供電方式有2 種: 外部供電方式和寄生電源方式。當(dāng)工作于寄生電源時，此引腳必須接地。開漏單總線接口引腳。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)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可以在遠端引入，也可以采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個DS18B20可以并聯(lián)到3 根或2 根線上，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。DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。單片機AT89S52 具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。AT89S52 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 4kbytes 的可編程的 Flash 只讀程序存儲器,兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。該電路經(jīng)過設(shè)計分析，繪圖，制板、焊接、仿真調(diào)試等工作后溫度計成形。電源采用5V為單片機，LED，蜂鳴器供電。單片機I/O口資源的利用：P1口作為數(shù)碼管控制端輸入，P2口作為測溫電路測量溫度值的輸入，P0口（已外接了上拉電阻）作為數(shù)碼管顯示輸出，,。方案二的測溫裝置電路簡單、精確度較高、實現(xiàn)方便、軟件設(shè)計也比較簡單，故本次設(shè)計采用了方案二。該系統(tǒng)擴展性非常強，它可以在設(shè)計中加入時鐘芯片DS1302以獲取時間數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理同時顯示時間，并可以利用AT24C16芯片作為存儲器件，以此來對某些時間點的溫度數(shù)據(jù)進行存儲，利用鍵盤來進行調(diào)時和溫度查詢，獲得的數(shù)據(jù)可以通過MAX232芯片與計算機的RS232接口進行串口通信，方便的采集和整理時間溫度數(shù)據(jù)。采用52 單片機控制，軟件編程的自由度大，可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。DS18B20 的最大特點之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計DS18B20和微控制器AT89S52構(gòu)成的溫度測量裝置,它直接輸出溫度的數(shù)字信號,可直接與計算機連接。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線形較好。系統(tǒng)框圖如 ：圖 、方案二采用數(shù)字溫度芯片DS18B20 測量溫度，輸出信號全數(shù)字化。還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動電路等。熱電偶的優(yōu)點是工作溫度范圍非常寬，且體積小，但是它們也存在著輸出電壓小、容易遭受來自導(dǎo)線環(huán)路的噪聲影響以及漂移較高的缺點，并且這種設(shè)計需要用到A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。通過將參考結(jié)點保持在已知溫度并測量該電壓，便可推斷出檢測結(jié)點的溫度。第二章 系統(tǒng)方案論證與比較該系統(tǒng)主要由溫度測量和數(shù)據(jù)采集兩部分電路組成，實現(xiàn)的方法有很多種，下面將列出兩種在日常生活中和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到的實現(xiàn)方案。任隨書本上把單片機技術(shù)介紹得多么重要、多么實用多么好用，同學(xué)們?nèi)匀粫械侥侵皇强罩袠情w，離自己十分遙遠，或者會感到對它失去興趣，或者會感到它高深莫測無從下手，這些情況都會令課堂教學(xué)的效果大打折扣?？梢娎斫夂蛽挝諅鞲衅鞯闹R與技術(shù)有著其極重要的意義。在當(dāng)今信息化時代展過程中，各種信息的感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸和處理的功能器件已經(jīng)成為各個應(yīng)用領(lǐng)域中不可缺少的重要技術(shù)工具。在三大信息信息采集(即傳感器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))和信息處理(計算機技術(shù))中
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