【正文】 要求；3）測量方式為接觸式還是非接觸式；4）傳感器信號的引出是有線還是無線；5）是購買傳感器還是自行研制傳感器以及價格因素等。（2）靈敏度的選擇 通常情況下，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。（4）線性范圍 傳感器的線形范圍是指輸出信號與輸入量成正比的范圍。傳感器的線性范圍越寬，其量程越大，并且能保證一定的測量精度。（5）穩(wěn)定性 傳感器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要能滿足整個測控系統(tǒng)的精度要求就可以了，不必選得太高。溫度傳感器技術(shù)被廣泛應(yīng)用于消費類電子產(chǎn)品、玩具、家用電子產(chǎn)品、工業(yè)測控系統(tǒng)以及個人計算機應(yīng)用中。綜上所述，不同的傳感器具有不同的應(yīng)用場合，由于在溫度測控系統(tǒng)中，傳感器是前向通道的關(guān)鍵部件，因此選擇合適的傳感器是非常重要的。 總體方案的確定考慮到該制冷控制系統(tǒng)功能比較少，由單片機控制即可實現(xiàn)。在溫度采集方面，在設(shè)計開始時就準(zhǔn)備了兩種方案：一種是采用熱敏電阻式傳感器和 ADC0809 轉(zhuǎn)換器進行數(shù)據(jù)采集。ADC0809由 啟動轉(zhuǎn)換，由 控制輸出。時間延遲由 T0 實現(xiàn)。DSB18B20S 數(shù)字溫度計提供 9 到 12 位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入 DS18B20 送出，因此從中央處理器到 DS18B20 僅需連接一條線和地，讀寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，甚至不需要外部電源。具體電路圖如圖 3 所示。而且在上面也已經(jīng)提及，熱敏電阻式溫度傳感器互換性差，非線性嚴(yán)重。但是 DS18B20 也有缺點，就是軟件實施方面比較復(fù)雜，但相對于模擬量輸出的硬件實現(xiàn)方面來說會簡單很多。4 系統(tǒng)電路總體設(shè)計 系統(tǒng)工作原理該空調(diào)控制系統(tǒng)用到 89C52 單片機作為系統(tǒng)的 CPU 進行控制控制，由數(shù)字傳感器DS18B20 進行數(shù)據(jù)采集，89C52 對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，得到各種信號。同時將利用單片機的其它使能端口實現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)。 溫度采集電路本系統(tǒng)中采集溫度使用的是 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器。與之前的傳感器相比，DS18B20 體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟。DS18B20 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55℃到+125℃，在10 到+85℃范圍內(nèi),精度為177。現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V 到 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。DS18B20 可以程序設(shè)定 9 到 12 位的分辨率，精度為177。當(dāng)分辨率為 12 位時，轉(zhuǎn)換時間為 750ms。DS18B20 一般為三極管型封裝，其引腳圖如圖 4 所示。圖 4 DS18B20 引腳圖在單片機 89C52 中，輸入/輸出端口分別 P0、PPP3。P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL輸入。P3作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被電阻拉低的引腳會輸出一個電流。表 1 單片機 89C52P3 口的功能及在本系統(tǒng)中的應(yīng)用端口引腳 復(fù)用功能 本系統(tǒng)接口分配 RXD（串行口輸入口） 與手動升溫按鈕連接 TXD（串行口輸出口） 與手動降溫按鈕連接 INT0（外部中斷） 與手動調(diào)節(jié)確認(rèn)按鈕連接 INT1（外部中斷 1） 與 DS18B20 的 I/O 端口通訊 T0（定時器 0 的外部輸入） 與高溫報警的二極管連接 T1（定時器 1 的外部輸入） 與低溫報警的二極管連接 WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 備用 RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 備用在該系統(tǒng)中，DS18B20 的數(shù)字信號輸入/輸出端連接到 89C52 的 中，作為89C52 的數(shù)據(jù)輸入。此電路以 52 單片機為核心，52 的具體引腳圖如圖 5。119 腳（XTALXTAL1）接 12MHz 的晶振和兩個電容，組成片內(nèi)振蕩電路，為單片機提供時鐘脈沖。圖 5 89C52 引腳圖 89C52 芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。兩個電容通常取 30pF 左右，穩(wěn)定頻率并對震蕩頻率有微調(diào)作用。X1C130pC230p圖 6 晶振電路 手動復(fù)位是通過接通一按鈕開關(guān)，使單片機進入復(fù)位狀態(tài)。如圖 7 所示。1. 四位一體共陰數(shù)碼管四位一體共陰數(shù)碼管引腳圖如圖 8 所示。剩下的其他引腳為數(shù)據(jù)輸入腳，此電路中數(shù)碼 管的 8 個數(shù)據(jù)引腳（a、b、c、d、e、f、g、dp）。其引腳圖如圖 9 所示。第 6 腳片選信號控制，只有在 5 腳為“0” ，6 腳為“1”時，才會被選通，輸出受 A、B、C 信號控制。第 8 腳為 GND，電源地。 圖 9 74HC138 引腳圖74HC138 的 3 腳分別與單片機的 、 腳相連，單片機的這三個管腳輸出選通二進制信號，輸入到 74HC138 譯碼，由 74HC138 的 Y0 至 Y7 腳（本電路只用了 Y0、YY3）將譯碼十進制信號輸出到四位一體共陰數(shù)碼管，以達到對數(shù)碼管的位選作用。A1 B2C3E16 E24E35Y0 15Y1 14Y2 13Y3 12Y4 11Y5 10Y6 9Y7 7U174HC138R15k1圖 10 譯碼電路3. 信號功率放大電路為了使 LED 能夠獲得足夠的功率顯示溫度，在本系統(tǒng)中采用了 74HC245 功率放大器，把單片機處理后的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)由 74HC245 進行功率放大后，再把它輸入給 LED 數(shù)碼管顯示。引腳說明：第 1 腳 DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用，DIR=“1”高電平時信號由“A”端輸入“B”端輸出，DIR=“0”低電平時信號由“B”端輸入“A”端輸出。如果DIR=“0”G=“0”則 B1 輸入 A1 輸出，其它類同。 圖 11 74HC245 引腳圖第 19 腳 G 使能端，若該腳為“1” ，A/B 端的信號將不導(dǎo)通，只有為“0”時 A/B 端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用。第 20 腳 VCC，電源正極。具體電路圖如圖 12 所示。電路圖如圖 13 所示。其功能是當(dāng)按鍵按下一次時，給單片機一個低電平，進入溫度設(shè)定狀態(tài)；再次按下時，則退出溫度設(shè)定狀態(tài)。K3K1K2R2R3R4圖 13 溫度設(shè)置電路 控制指示電路控制指示電路由兩個彩燈構(gòu)成，由單片機 （引腳 14） 、(引腳 15，見表 1)輸出控制信號，控制彩燈的亮滅。當(dāng)溫度低于 18 攝氏度時，單片機 輸出高電平，驅(qū)動低溫彩燈亮，啟動電暖設(shè)備。 系統(tǒng)軟件設(shè)計 DS18B20 數(shù)據(jù)通信概述 和 DS18B20 通信，其命令序列有 3 步：初始化、ROM 命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）和功能命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）。這個準(zhǔn)則對于搜索 ROM 命令和報警搜索命令例外，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，主機不能執(zhí)行其后的功能命令，而必須返回至第一步。2. ROM 命令在主機檢測到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出 ROM 命令。ROM 命令還允許能夠檢測到總線上有多少個從機設(shè)備及其設(shè)備類型，或者有沒有設(shè)備處于報警狀態(tài)。主機通過重復(fù)執(zhí)行搜索 ROM 循環(huán)（搜索 ROM 命令跟隨著位數(shù)據(jù)交換），以找出總線上所有的從機設(shè)備。在每次執(zhí)行完搜索 ROM 循環(huán)后，主機必須返回至命令序列的第一步：初始化。如果該命令用于多節(jié)點，系統(tǒng)則必然發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，因為每個從機設(shè)備都會響應(yīng)該命令。僅當(dāng)從機完全匹配 64 位 ROM 代碼時，才會響應(yīng)主機隨后發(fā)出的功能命令，其他設(shè)備將處于等待復(fù)位脈沖狀態(tài)。例如，主機通過在發(fā)出跳越 ROM 命令后，跟隨轉(zhuǎn)換溫度命令[44h]就可以同時命令總線上所有的 DS18B20 開始轉(zhuǎn)換速度，這樣大大節(jié)省了主機的時間。（5）報警搜索[Ech] 除那些設(shè)置了報警標(biāo)志的從機響應(yīng)外，該命令的工作方式完全等同于搜索 ROM 命令，該命令允許主機設(shè)備判斷哪些從機設(shè)備發(fā)生了報警（如最近的測量溫度過高或過低等）。3. 功能命令在主機發(fā)出 ROM 命令，以訪問某個指定的 DS18B20，接著就可以發(fā)出 DS18B20 的某個功能命令。（1）讀 RAM 存儲器[BEh] 此命令讀 RAM 存儲器的內(nèi)容，開始讀字節(jié) 0，并繼續(xù)讀到第九個字節(jié)（CRC）。 (2) 復(fù)制 RAM 存儲器（48h） 此命令讀 RAM 存儲器的內(nèi)容，開始讀字節(jié) 0，并繼續(xù)讀到第九個字節(jié)（CRC）。 （3）重新調(diào)出 EERAM[B8h] 此命令把存儲在 EERAM 中 TH、TL、CONF 的值重新調(diào)至 RAM 存儲器。（4）讀電源[B4h] 在此命令送至 DS18B20 之后最先發(fā)出的讀數(shù)據(jù)時間片，器件都會給其電源方式的信號：0=強上拉電阻供電；1=電源供電。（6）溫度變換[44h] 此命令開始溫度變換，不需要另外的數(shù)據(jù)。 軟件程序設(shè)計1) 主程序模塊（如圖 14 所示）。3) 溫度設(shè)置模塊（如圖 16 所示）。5) 讀取溫度信號值。主程序流程圖如圖 11 所示。圖 15 DS18B20 工作流程圖 溫度設(shè)定和溫度顯示流程圖分別如圖 12 和圖 13 所示。5 系統(tǒng)的調(diào)試 單片機 89C52 的調(diào)試本系統(tǒng)中主要調(diào)試的硬件是單片機。調(diào)試分三部分進行：片機沒有損壞；；，檢測單片機及其外圍電路能否整體正常工作。調(diào)試所用的單片機編程器是 WH280AU 系列的 USB型編程器。步驟二：測試晶振電路是否工作正常。用示波器觀察晶體振蕩器兩端的波型，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖波形是，可以確定晶振電路工作正常。向單 片機錄入以下檢測程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100H