【正文】 6 DS18B20 溫度控制芯片 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3 引腳 TO－ 92 小體積封裝形式；溫度測量范圍為－ 55 ℃ ～＋ 125℃ ,可編程為 9 位～ 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá) ℃ ，被測溫度用符號擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可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。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O 接口，也可以將每 1 位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第 1 功能的輸入輸出或第 2 功能 [5~6]。它的第二功能和 P0 口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲器的高 8 位地址。當(dāng) P1口作為通用 I/O 口使用時， 的功能和 P0 口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入和輸出數(shù)據(jù)。第二種情況是 89S51 帶片外存儲器， 在 CPU 訪問片外存儲器時用于傳送片外存儲器的低 8 位地址，然后傳送 CPU 對片外存儲器的讀寫數(shù)據(jù)。 輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0 口、 P1 口、 P2 口及 P3 口 P0 口（ 39 腳～ 22 腳）：這 8 條引腳有兩種不同功能，分別適用于兩種不同情況。當(dāng) EA 端保持低電平時，無論片內(nèi)有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。當(dāng) EA 端保持高電平時，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲器 4KB （ MS— 52 子系列為 8KB）。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，PESN 信號將不出現(xiàn)。 PSEN(29 腳 )：片外程序存儲器讀選通輸出 端，低電平有效。 5 當(dāng) VCC 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源 VPD（ +5V）為內(nèi)部 RAM供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。 RST/VPD（ 9 腳）： RST 即為 RESET， VPD 為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。對于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成采用外部時鐘時，對于 HMOS 單片機(jī)，該引腳接地；對于 CHOMS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。引腳圖如圖 3 所示： 圖 3 ST C89C52 引腳圖 具體介紹如下： 電源引腳 Vcc 和 Vss Vcc（ 40 腳）：接 +5V 電源正端； Vss（ 20 腳）：接 +5V 電源負(fù)端。 STC89C52 芯片具有以下 主要功能特性 ： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng)； 8k 可反復(fù)擦寫 (大于 1000 次） Flash ROM； 32 個雙向 I/O 口； 4 256x8bit 內(nèi)部 RAM； 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷； 時鐘頻率 024MHz； 2 個串行中斷，可編程 UART 串行通道； 2 個外部中斷源，共 8 個中斷源； 2 個讀寫中斷口線， 3 級加密位； 低功耗空閑和掉電模式， 軟件 設(shè)置睡眠和喚醒功能； 1有 PDIP、 PQFP、 TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。電源電路如圖 2所示。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓 [3]。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會影響到負(fù)載電路的正常工作。 由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來起到降壓作用。 3 電路模塊設(shè)計 電源電路模塊 控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用 5V直流電源供電，把頻率為 50Hz、有效值為 220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的 5V直流電壓。系統(tǒng)框圖如 圖 1： 圖 1 系統(tǒng)框圖 溫度傳感器 單片機(jī) 鍵盤控制 復(fù)位電路 顯示電路 報警電路 電源電路 3 整體電路設(shè)計 溫度傳感器 DS18B20 從設(shè)備環(huán)境的不同位置采集溫度，單片機(jī) STC89C52 獲取采集的溫度值，經(jīng)處理后得到當(dāng)前環(huán)境中一個比較穩(wěn)定的溫度值，再根據(jù)當(dāng)前設(shè)定的溫度值，通過加熱和冷卻對當(dāng)前溫度進(jìn)行調(diào)整。即用單片機(jī)完成人機(jī)界面，系統(tǒng)控制，信號分析處理，由前端溫度傳感器完成信號的采集與轉(zhuǎn)換。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的測量與與控制，操作方便；缺點(diǎn)是調(diào)試過程復(fù)雜，成本較高。 方案二： FPGA/CPLD 或采用帶有 IP 內(nèi)核的 FPGA/CPLD 方式。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于速度較快，但可靠性比較差控制精度比較低、靈活性小、線路復(fù)雜、調(diào)試、安裝都不方便。 2 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 方案選擇 實(shí)現(xiàn)溫度控制的方法主要有以下幾種。由于 DS18B20 芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實(shí)用性。而采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，因其內(nèi)部集成了 A/D 轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)更加簡單，而且減少了溫度測量轉(zhuǎn)換時的精度損失，使得測量溫度更加精確。傳統(tǒng)的繼電器調(diào)溫電路簡單實(shí)用，但由于繼電器動作頻繁，可能會因觸點(diǎn)不良而影響正常工作 [1]。 multichannel test system 2 1 前言 溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域，如家電、汽車、材料、電力電子等，常用的控制電路根據(jù)應(yīng)用場合和所要求的性能指標(biāo)有所不同，在工業(yè)企業(yè)中，如何提高溫度控制對象的運(yùn)行性能一直以來都是控制人員和現(xiàn)場技術(shù)人員努力解決的問題。 多路檢測系統(tǒng) Research of Temperature Testing System Based on DS18B20 XXXXXX （ College of Mechanical and Electrical Engineering, Advisor: XXXXXX） Abstract: In this paper we adopt a digital temperature sensor DS18B20 for the need of temperature detection and control in various areas. Detection system constituted by traditiona l analog temperature sensor can not meet the detection and control for temperature in modern industrial with the plexity of its hardware circuit structure, the loss of circuit signal, the interference of various factors and the measureme