基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的溫度控制器課程設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2024-11-05 18:25本頁(yè)面
【正文】 10010 0032 +1/2 00000000 00000001 0001 0 00000000 0000000 0000 1/2 11111111 11111111 FFFF 25 11111111 11001110 FFCE 55 11111111 10010010 FF92 DS18B20的工作原理 DS18B20 的共做時(shí)序 （ 1）初始化時(shí)序 控 制 器 T x 復(fù) 位 脈 沖 4 8 0 u s 9 6 0 u s存 在 脈 沖 6 0 2 4 0 u s控 制 器 R X M IX 4 8 0 u s 等 待1 5 6 0 u s 圖 初始化時(shí)序圖 總線(xiàn)上的所有傳輸過(guò)程都是以初始化開(kāi)始的，主機(jī)響應(yīng)應(yīng)答脈沖。單片機(jī)可以通過(guò)單線(xiàn)接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB 形式表示。 圖 溫度測(cè)量電路 DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。減法計(jì)數(shù)器 1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(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，減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1重 新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0時(shí)， 停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。 P2.0P2.2P0.1P0.2P0.3P0.4P0.7RV1P2.1P0.0P0.5P0.6D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C DL M 0 1 6 L 第 6 頁(yè) 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) DS18B20溫度傳感器簡(jiǎn)介 溫度的采集和轉(zhuǎn)換 DS18B20 的測(cè)溫原理如圖 ，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小 ，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩 頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù) 門(mén)打開(kāi)時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈 沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量 。除電壓、背光引腳及 8個(gè) I/O 引腳外，主要的控制引腳還有數(shù)據(jù) /命令選擇 RS 引腳 ,該引腳為高電平時(shí)表示 I/O引腳出現(xiàn)的是數(shù)據(jù)，該引腳為 低電平時(shí)表示 I/O 引腳出現(xiàn)的是命令；讀 /寫(xiě)選擇 引腳及使能引腳 E(該引腳為高電平時(shí)對(duì) LCD1602 的操作才有效 )。 單片機(jī)微控制器通過(guò)對(duì)當(dāng)前溫度傳感器進(jìn)行讀取獲得當(dāng)前溫度值，通過(guò)一定的運(yùn)算后經(jīng) LCD1602 液晶顯示屏顯示出來(lái)。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。 單片機(jī)電路 單片機(jī)電路如圖 所示 ， 圖 單片機(jī)電路 AT89C52 是一款超強(qiáng)抗干擾 /高速 /低功耗的單片機(jī)， AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。 表 32 DS18B20 分辨率的定義 R1 R0 分辨率 /位 溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 由表 32 可以看出， 分辨率設(shè)定得越高，溫度轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間就越長(zhǎng)，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)P 2 .3 2 7 .0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 05V 第 4 頁(yè) 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 際應(yīng)用的需要來(lái)選擇合適的分辨率。 DS18B20 主要性能特點(diǎn)如下： (1)測(cè)溫的范圍為－ 55～ 125℃，最大分辨率可以達(dá)到 ℃； (2)電源電壓范圍為 ～ ； (3)供電模式：寄生供電和外部供電； (4)封裝形 式有兩種： 3 腳的 TO92 封裝和 8腳的 SOIC 封裝； (5)可編程的溫度轉(zhuǎn)換分辨率，分辨率為 9～ 12 位 (包括 1 位符號(hào)位 )，由配置寄存器決定具體位數(shù)，配置寄存器的格式如表 31所示。通過(guò) 口接報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 本設(shè)計(jì)方框圖如圖 所示，它由四部分組成 :①控制部分主芯片采用單片機(jī)89C52；②顯示部分采用 LCD1602 液晶顯示器實(shí)現(xiàn)溫度顯示；③溫度采集部分采用DS18B20 溫度傳感器。 圖 溫度檢測(cè)流程圖 方案二 使用溫度傳感器 DS18B20 直接對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)和轉(zhuǎn)換，在結(jié)合 89C52 單片機(jī)與 1602液晶顯示器就能對(duì)溫度進(jìn)行顯示。 第 2 頁(yè) 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 總體方案 方案一 溫度測(cè)量的設(shè)計(jì)，可以采用熱敏溫度傳感器等對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，在將被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示液晶顯示屏上，就可以將被測(cè)溫度顯示 出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。 溫度控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)是溫度，在我們?nèi)粘Ｉ钪?，溫度控制使非常重要的，在溫?、水池、電源等場(chǎng)所不能對(duì)溫度有效的控制，則會(huì)出現(xiàn)很多事故，所以為了避免此類(lèi)事故的發(fā)生，溫度控制應(yīng)當(dāng)受到重視 。溫度概念的產(chǎn)生及溫度的測(cè)量都是以熱平衡為基礎(chǔ)，當(dāng)兩個(gè)冷熱程度不同的物體接觸后就會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)熱 ,換熱，換熱結(jié)束后兩物體處于平衡狀態(tài)，因此他們具有最本質(zhì)的性質(zhì)。針對(duì)這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用前景與實(shí)際意義。 第 0 頁(yè) 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目錄 1 前言 ................................................................... 1 2 總體方案 ............................................................... 2 3 單元模塊設(shè)計(jì) .......................................................... 3 DS18B20 溫度檢測(cè)電路 ................................................ 3 單片機(jī)電路 .......................................................... 4 顯示電路 ............................................................ 5 報(bào)警電路 ..........................
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