基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)資料-文庫(kù)吧資料
2025-06-29 18:41本頁(yè)面
【正文】 和掉線模式；n 包含3級(jí)程序鎖定位；n —，—。它與通用AT89C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)和管腳兼容。它通過施加電流并測(cè)量正向結(jié)壓測(cè)量外部PN結(jié)（分立晶體管、ASIC或CPU內(nèi)）的結(jié)溫，并通過SMBus二線串行接口將結(jié)果（8位精度）傳給微處理器。MAXIM公司的MAX1617～1619系列都是采用SMBus串行接口的遠(yuǎn)端溫度傳感器。輸出格式和時(shí)序嚴(yán)格遵守某種協(xié)議，適用于各種場(chǎng)合，尤其是遠(yuǎn)端測(cè)量?；诳偩€協(xié)議輸出的數(shù)字溫度傳感器為了提高可靠性，方便使用，人們又設(shè)計(jì)了許多基于某種總線協(xié)議輸出的數(shù)字溫度傳感器。以后對(duì)每個(gè)DS1820尋址時(shí)，只要發(fā)相應(yīng)的序列號(hào)，然后再對(duì)其進(jìn)行其它操作即可。微處理器在讀寫DS1820前先使其復(fù)位，檢測(cè)到其應(yīng)答信號(hào)后，微處理器發(fā)ROM操作命令，然后再發(fā)控制命令。芯片本身帶有命令集和存儲(chǔ)器，微處理器通過發(fā)出控制命令，對(duì)芯片存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫，完成溫度測(cè)量。它只需一個(gè)接口引腳即可通信，可用數(shù)據(jù)線供電，并具備多點(diǎn)測(cè)溫能力。圖34 時(shí)間輸出的溫度傳感器與微處理器的接口電路數(shù)值輸出的單線溫度傳感器數(shù)值輸出的單線溫度傳感器直接以串行方式輸出芯片測(cè)出的具體溫度數(shù)值，所以其時(shí)序非常重要。通過引腳TS0、TS1選擇適當(dāng)?shù)念l率/溫度比例常數(shù)，再由微處理器的內(nèi)部計(jì)數(shù)器測(cè)出頻率后，計(jì)算出所測(cè)溫度。它輸出占空比為1/2的方波，其頻率正比于絕對(duì)溫度。由于各芯片延時(shí)系數(shù)不同，其延時(shí)時(shí)間并不會(huì)相互重疊，使用微處理器的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以分別測(cè)出各個(gè)芯片的延時(shí)時(shí)間，再計(jì)算出各個(gè)芯片所測(cè)出的溫度。測(cè)量溫度時(shí)，微處理器啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，經(jīng)正比于絕對(duì)溫度值的延時(shí)t后，MAX6575拉低I/O線。它的特點(diǎn)是在一根I/O線上最多可以同時(shí)接8只芯片，同時(shí)測(cè)8個(gè)點(diǎn)位的溫度而不相互干擾。它輸出的方波信號(hào)周期正比于絕對(duì)溫度。與微處理器連接時(shí)只需將芯片的輸出與微處理器的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器相連，就可很容易地測(cè)出TT2的時(shí)間寬度，并計(jì)算出相應(yīng)的溫度值。時(shí)間輸出的溫度傳感器AD公司的TMP03/04是常用的時(shí)間輸出的數(shù)字溫度傳感器。由于只有一根輸出線，測(cè)量出的溫度值必須轉(zhuǎn)換成某種方式進(jìn)行輸出。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體溫度傳感器與相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路、接口電路以及各種其它功能電路逐漸集成在一起，形成了功能強(qiáng)大、精確、價(jià)廉的數(shù)字溫度傳感器。這樣的芯片還有AD公司的AD22105等。通過一些簡(jiǎn)單的電路配合，還可以將其應(yīng)用于溫度窗口報(bào)警。MAX6501的輸出經(jīng)上拉電阻后可以直接驅(qū)動(dòng)微處理器的中斷或復(fù)位，如圖33所示。MAX6501/6503為開漏輸出，低電平有效。MAXIM公司的MAX6501/6502是熱溫開關(guān)，從廠家45℃到95℃預(yù)置了6種溫度門限。這種單片器件組合了傳感器、比較器、電壓基準(zhǔn)和必要的電阻等多種器件。將傳感器與比較器組合電路進(jìn)行集成，使系統(tǒng)進(jìn)一步簡(jiǎn)化。該信息可用來觸發(fā)風(fēng)扇、空調(diào)、加熱器等控制單元。這樣的傳感器有AD公司的AD590、TMP17等。電流輸出溫度傳感器的主要特點(diǎn)是輸出阻抗高，輸出電流不受傳輸線路電壓降和電壓噪聲的影響，且對(duì)電源電壓的脈動(dòng)和漂移具有很強(qiáng)的抑制能力。常用的電壓輸出半導(dǎo)體溫度傳感器有AD公司的TMP35/36/3NS公司的LM35/45/50/60等。通過對(duì)所計(jì)的數(shù)進(jìn)行計(jì)算與轉(zhuǎn)換，便可得到傳感器當(dāng)前溫度值。其中V/F變換器采用AD公司的AD654。其特點(diǎn)是有良好的精度、線性度和積分輸入，且電路簡(jiǎn)單。 圖31 采用A/D接口的電路另一種轉(zhuǎn)換方式是進(jìn)行V/F變換。 模擬溫度傳感器輸出電壓或電流信號(hào)的模擬溫度傳感器熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及半導(dǎo)體溫度傳感器都是將溫度值經(jīng)過一定的接口電路轉(zhuǎn)換后輸出模擬電壓或電流信號(hào)，利用這些電壓或電流信號(hào)即可進(jìn)行測(cè)量控制。3 溫度傳感器簡(jiǎn)介溫度的測(cè)量控制一般采用各式各樣的溫度傳感器，常用的溫度傳感器及其測(cè)溫范圍（℃）為：熱電偶（184～2300），熱電阻（200～850），熱敏電阻（55～300），半導(dǎo)體（55～150）。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及能用8位微處理器于單片機(jī)中，ATMEL公司的生產(chǎn)AT89S52可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。它是一種高性能、低功耗的8位CMOS微處理芯片。采用AT89S52來實(shí)現(xiàn)。采用AVR來實(shí)現(xiàn)。在采用單片機(jī)為實(shí)現(xiàn)形式時(shí)，有很多種單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理功能，通常會(huì)用以下幾種單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)：采用PIC來實(shí)現(xiàn)。為了滿足工業(yè)控制的要求，單片機(jī)的指令除了輸入/輸出控制指令、邏輯判斷指令外，還有更為豐富的條件分支跳躍指令。單片機(jī)是按照工業(yè)控制要求所設(shè)計(jì)的，其抗工業(yè)噪聲優(yōu)于一般的CPU，程序指令及常數(shù)數(shù)據(jù)都燒寫在ROM內(nèi)，其許多信號(hào)通道均在同一個(gè)芯片內(nèi)，因此可靠性高；第二，易擴(kuò)充。 控制芯片的選擇本設(shè)計(jì)選用單片機(jī)為控制芯片是因?yàn)樗幸韵聝?yōu)點(diǎn)。由于采用激光微調(diào)來較正IC內(nèi)的薄膜電阻，（+25度）。當(dāng)兩端加上+4V～+30V之間的電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)高阻抗，輸出電流按1uA/。AD590是一種集成電路溫度傳感器，作為電流輸出型傳感器的特點(diǎn)是，具有很強(qiáng)的抗外界干擾能力。集成電路溫度傳感器利用了半導(dǎo)體PN結(jié)電流電壓特性和溫度的相關(guān)性，與熱敏電阻、熱電偶相比 ，最大優(yōu)點(diǎn)是輸出線好，測(cè)溫精度較高。成本較高故從以上兩種方案，很容易看出采用方案二，電路不僅比較簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故采用了方案二系統(tǒng)組成方框圖 傳感器的選擇測(cè)量溫度有很多傳感器。ADC0809采用單一的+5V供電，片內(nèi)有帶鎖存功能的8路模擬開關(guān)，可對(duì)0—5V，8路模擬信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成一次轉(zhuǎn)換的的時(shí)間是100US，數(shù)字輸出信號(hào)具有TTL三態(tài)鎖存器，可以直接與AT89C51相連。方案二由AD590配以ADC0809。采用寄生電源供電方式時(shí)VDD和GND端軍接地。DS18B20與單片機(jī)的接口電路DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方法，如圖此時(shí)DS18B20
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