【正文】 8B20）將溫度轉(zhuǎn)變成模擬電信號(hào)，并將所得的模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)字量送入單片機(jī)中，單片機(jī)將傳感器所采集到的溫度和事先設(shè)定的溫度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)小于設(shè)定值時(shí)將發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)加熱裝置；當(dāng)大于設(shè)定值時(shí)將關(guān)閉加熱裝置，從而使得被控溫度控制在一定的范圍之內(nèi)，達(dá)到實(shí)時(shí)控制的功能。 綜上分析 ,我們采用方案二。 方案三：采用 PLC 作為控制一電路的核心，其他部分的電路見(jiàn)采用和方案二同樣的設(shè)計(jì)?？蓱?yīng)用于各種領(lǐng)域、各種環(huán)境的自動(dòng)化測(cè)試和控制 系統(tǒng) ,使用方便靈活 ,測(cè)試精度高 ,優(yōu)于任何傳統(tǒng)的溫度數(shù)字化、自動(dòng)化測(cè)控設(shè)備。 方案二：采用比較流行的 AT89S52 作為電路的控制核心 , T89S2 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在 系統(tǒng) 可編程 Flash 存儲(chǔ)器 ,不需要外部的擴(kuò)展存儲(chǔ)器，使整個(gè) 系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 方案一：采用 8031 作為控制核心 ,以使用最為普遍的器件 ADC0809 作模數(shù)轉(zhuǎn)換 ,控制上使用對(duì)電阻絲加電使其升溫和開(kāi)動(dòng)風(fēng)扇使其降溫。所以在設(shè)計(jì)當(dāng)中采用了 MOTOROLA 公司推出的單片集成可控硅驅(qū)動(dòng)器 MOC3041。隨之而來(lái)的是無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) ——— 雙向可控硅的使用 , 但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中 , 需要采用同步過(guò)零觸 發(fā)電路進(jìn)行同步觸發(fā)。本文介紹單片機(jī)結(jié)合 DS18B20 水溫控制 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)，因此 ，本 系統(tǒng) 用一種新型的可編程溫度傳感器（ DS18B20），不需復(fù)雜的信號(hào)調(diào)理電路和 A／ D 轉(zhuǎn)換電路能直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)現(xiàn)方便、精度高，可根據(jù)不同需要用于各種場(chǎng)合。 在一些溫控 系統(tǒng) 電路中，前向數(shù)據(jù)采集通道廣泛采用的是通過(guò)熱電偶、熱電阻或 PN 結(jié)測(cè)溫電路經(jīng)過(guò)相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路，轉(zhuǎn)換成 A／ D 轉(zhuǎn)換器能接收的模擬量，再經(jīng)過(guò)采樣／保持電路進(jìn)行 A／ D轉(zhuǎn)換，最終送入單片機(jī)及其相應(yīng)的外圍電路，完成監(jiān)控。 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一溫度控制器，它的核心控制部分是單片機(jī)。采用 AT89S52 單片機(jī)來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。隨著電子技術(shù)和微型 計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。此外，還介紹了 系統(tǒng) 的調(diào)試和性能分析。硬件電路主要包括主控制器，測(cè)溫電路和顯示電路等，主控制器采用單片機(jī) AT89S52，溫度傳感器采用美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 DS18B20，顯示電路采用 4 位共陽(yáng)極 LED數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描法直讀顯示。 基于低功耗單片機(jī)溫度計(jì)設(shè)計(jì) (電路圖 +原理圖 +流程圖 )論文 基于低功耗單片機(jī)溫度計(jì)設(shè)計(jì) (電路圖 +原理圖 +流程圖 ) ABSTRACT The paper introduced a kind of a new digital thermometer which take the Micro Controller Unit as the primary control ponent and take DS18B20 as the temperature sensor. The paper is mainly consist of the design of the hardware electric circuit and the design of the system program. The hardware electric circuit mainly include the master controller, the temperature measured electric circuit and the display circuit and so on, the system take Microcontroller Unit AT89C52 as its master controller, and DS18B20 as the its temperature sensor, which is produced by the American DALLAS pany, and anodes LED numerical code tube is mainly part of the display circuit .The system program mainly included the master routine, the readout temperature subroutine, the temperature transformation order subroutine, the calculated temperature subroutine, demonstrated the data renovates subroutine and so on. In addition, the system debugging and the performance analysis is also involved in this paper. Keywords: temperature sensor, DS18B20, AT89C52, display circuit, digital thermometer 摘 要 本設(shè)計(jì)介紹了一種以單片機(jī)為主要控制器件，以 DS18B20 為溫度傳感器的新型數(shù)字溫度計(jì)。主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和 系統(tǒng) 程序的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng) 程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。 關(guān)鍵詞： 溫度傳感器， DS18B20， AT89S52，顯示電路 ,數(shù)字溫度計(jì) 目錄 插圖清單 ????????????????????????????????1 表格清單 ????????????????????????????????2 引言 ??????????????????????????????????3 第 1 章 系統(tǒng) 方案的論證與比較 ???????????????????????4 第 2 章 硬件電路的設(shè)計(jì) ??????????????????????????6 向通道的設(shè)計(jì) ????????????????????? ???????6 片機(jī)的選擇及其接口電路的設(shè)計(jì) ????????????????????10 片機(jī)的選擇 ????????????????????????????10 顯示電路的設(shè)計(jì) ??????????????????????????20 按鍵及報(bào)警電路的設(shè)計(jì) ???????????????????????23 后向通道的設(shè)計(jì) ???????????????????????????25 第 3 章 系統(tǒng) 軟件 的設(shè)計(jì) ?????????????????????????27 系統(tǒng) 主程序的設(shè)計(jì) ????????????????????????? ?28 溫度子程序 ?????????????????????????????29 按鍵處理子程序 ???????????????????????????29 計(jì)算溫度子程序 ???????????????????????????30 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 ?????????????????????????31 第 4 章 結(jié)論與展望 ???????????????????????????32 致謝 ??????????????????????????????????33 參考文獻(xiàn) ?????? ??????????????????????????34 附錄 A 原程序 ??????????????????????????????35 附錄 B 設(shè)計(jì)電氣原理圖 ??????????????????????????45 插圖清單 圖 11 控制器設(shè)計(jì)總體框圖 ???????????????????????4 圖 21 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ??????????????????????7 圖 22 DS18B20 字節(jié)定義 ????????????????????????7 圖 23 DS18B20 實(shí)物圖 ?????????????????????????9 圖 24 DS18B20 與單片機(jī)的連接圖 ????????????????????10 圖 25 AT89S52 引角圖 ?????????????????????????13 圖 26 AT89S52 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ??????????????????????14 圖 27 內(nèi)部振蕩電路連接圖 ???????????????????????19 圖 28 外部振蕩電路圖 ?????????????????????????20 圖 29 段 LED 顯示器結(jié)構(gòu) 原理他圖 ????????????????????20 圖 210 LED 顯示器 ???????????????????????????21 圖 211 8 段 LED段選碼原理圖 ??????????????????????22 圖 212 動(dòng)態(tài)循環(huán)掃描顯示電路圖 ?????????????????????23 圖 213 按鍵設(shè)計(jì)電路圖 ?????????????????????????24 圖 214 報(bào)警電路設(shè)計(jì)電路圖 ???????????????????????25 圖 215 MOCS041 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引角 ???????????????????25 圖 216 過(guò)零觸發(fā)雙向可控硅電路 ?????????????????????26 圖 31 主程序流程圖 ??????????????????????????27 圖 32 讀溫度流程圖 ??????????????????????????28 圖 33 溫度轉(zhuǎn)換流程圖 ?????????????????????????29 圖 34 計(jì)算子程序流程圖 ????????????????????????30 圖 35 數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖 ????????????? ?????????31 格清單 表 21 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表 ?????????????????????8 表 22 部分溫度對(duì)應(yīng)值表 ????????????????????????9 表 23 P1口第二功能 ??????????????????????????11 表 24 P3口第二功能 ??????????????????????????12 表 25 AT89S52 特殊寄存器映像及復(fù)位植 ?????????????????15 表 26 T2CON:定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2控制寄器 ????? ?????????????16 表 27 定時(shí)器 2 工作模式 ????????????????????????18 表 28 M2MOD定時(shí)器 2寄存器 ??????????????????????18 表 29 中斷允許控制寄存器 ???????????????????????1082 基于低功耗單片機(jī)溫度計(jì)設(shè)計(jì) (電路圖 +原理圖 +流程圖 ) 引言 溫度是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。單片機(jī)具有處理能強(qiáng)、運(yùn)行速度快、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在溫度測(cè)量與控制方面，控制簡(jiǎn)單方便，測(cè)量范圍廣，精度較高。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問(wèn)題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的 問(wèn)題。主要實(shí)現(xiàn)的功能是：對(duì)被控對(duì)象的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，其主要是通過(guò)一傳感器將溫度轉(zhuǎn)變成模擬電信號(hào)，再將所得的模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)字量送入單片機(jī)中，單片機(jī)將傳感器所采集到的溫度和事先設(shè)定的溫度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)小于設(shè)定值時(shí)將發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)加熱裝置；當(dāng)大于設(shè)定值時(shí)將關(guān)閉加熱裝置，從而使得被控溫度控制在一定的范圍之內(nèi)，達(dá)到實(shí)時(shí)控制的功能。但是由于傳統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、易受干擾、不易控制且精度不高。后向執(zhí)行機(jī)構(gòu)在以前的設(shè)計(jì)中往往選用繼電器 , 但是由于其噪聲大和機(jī)械性能方面的原因 , 現(xiàn)在已經(jīng)很少見(jiàn)了。由于這部分電路包括比較器、單穩(wěn)態(tài)電路和光電隔離器等器件 , 芯片多 , 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 , 在實(shí)際應(yīng)用中容易出現(xiàn)故障。 第 1 章 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)方案的論證與比較 根據(jù)題目要求 ,溫度控制器是由核心處理模塊、溫度采集模塊、鍵盤(pán)顯示模塊、及控制執(zhí)行模塊等組成，所以本設(shè)計(jì)要考慮這些模塊 器件的選型以及所設(shè)計(jì)出來(lái)的溫度控制器的可行性，其主要有以下幾種設(shè)計(jì)方案。此方案在理論上是可行的 ,所器件的價(jià)格便宜 ,但 8031 內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器 ,需要內(nèi)存擴(kuò)展 ,增加了電路的復(fù)雜性 ,且 ADC0809 是 8位的模數(shù)轉(zhuǎn)換 ,轉(zhuǎn)換的精度很底，一般不能滿足控制的要求，另外利用電風(fēng)扇進(jìn)行降溫的效率差耗能多。數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換部分采用DS18B20 傳感器，它改變傳統(tǒng)溫度測(cè)試方法 ,能在現(xiàn)場(chǎng)采集溫度數(shù)據(jù) ,并直接將溫度 物理量變換為數(shù)字信號(hào)并以總線方式傳送到 計(jì)算機(jī) 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ,測(cè)試溫度范圍為 55～ + 125℃ 。