基于51單片機(jī)的溫度警報(bào)器的設(shè)計(jì)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-在線瀏覽
2024-08-08 00:17本頁(yè)面
【正文】 息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集[2]（即傳感器技術(shù)）、信息傳輸（通信技術(shù)）和信息處理（計(jì)算機(jī)技術(shù)）。數(shù)字溫度傳感器可以直接將被檢測(cè)的溫度信息以數(shù)字化形式輸出，與傳統(tǒng)的模擬式溫度傳感器相比，具有測(cè)量精度高、功耗低、穩(wěn)定性好、外圍接口電路簡(jiǎn)單特點(diǎn)。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)化器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。數(shù)字化溫度傳感器可以直接將溫度量以數(shù)字脈沖信號(hào)形式輸出，具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、外圍接口電路簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。本溫度報(bào)警器以AT89C51單片機(jī)為控制核心,由一數(shù)字溫度傳感器DS18B20測(cè)量被控溫度，結(jié)合7段LED以及驅(qū)動(dòng)LED的74LS245組合而成。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，它是與人類的生活、工作關(guān)系最密切的物理量，也是各門學(xué)科與工程研究設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到和必須精確測(cè)量的物理量。因此，研究溫度的測(cè)量和控制方法具有重要的意義。 DS18B20封裝形式及引腳功能 DS18B20封裝形式和引腳功能，DS18B20的外形如一只三極管，引腳名稱及作用如下：GND:接地端。VDD：可接電源，也可接地。采用數(shù)據(jù)總線供電方式時(shí)VDD接地，可以節(jié)省一根傳輸線，但完成數(shù)據(jù)測(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng)；采用外部供電方式則VDD接+5V，多用一根導(dǎo)線，但測(cè)量速度較快。64位ROM是由廠家使用激光刻錄的一個(gè)64位二進(jìn)制ROM代碼，是該芯片的標(biāo)識(shí)號(hào)，： 64位ROM標(biāo)識(shí)8位循環(huán)冗余檢驗(yàn)48位序列號(hào)8位分類編號(hào)（10H）MSB LSBMSB LSBMSB LSB 第1個(gè)8位表示產(chǎn)品分類編號(hào)，DS18B20的分類號(hào)為10H；接著為48位序列號(hào)。（2）溫度傳感器。芯片出廠時(shí)默認(rèn)為12位的轉(zhuǎn)換精度。如果測(cè)得的溫度大于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。DS18B20內(nèi)部的高速緩存器包括一個(gè)高速暫存器RAM和一個(gè)非易失性可電擦除的EEPROM。（4）配置寄存器。DS18B20工作是按此寄存器的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值，它是高速緩存器的第5個(gè)字節(jié)，： 匹配寄存器TMR0R111111TM是測(cè)試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式，在DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動(dòng)；R1和R0用來設(shè)置分辨率；其余5位均固定為1。在單線端口條件下，必須先建立ROM 操作協(xié)議，才能進(jìn)行存儲(chǔ)器和控制操作。這些命令對(duì)每個(gè)器件的激光ROM 部分進(jìn)行操作，在單線總線上掛有多個(gè)器件時(shí)，可以區(qū)分出單個(gè)器件，同時(shí)可以向總線控制器指明有多少器件或是什么型號(hào)的器件。一條控制操作命令指示DS18B20完成一次溫度測(cè)量。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH 和TL 各由一個(gè)EEPROM字節(jié)構(gòu)成?？梢杂靡粭l存儲(chǔ)器操作命令對(duì)TH 和TL 進(jìn)行寫入，對(duì)這些寄存器的讀出需要通過暫存器。 DS18B20供電方式DS18B20可以采用外部電源供電和寄生電源供電兩種模式。：?jiǎn)纹瑱C(jī)DS18B20外部+5V電源VDDDQVCC其它單線器件 DS18B20外部供電方式，從而實(shí)現(xiàn)外部電源供電方式。VCC單片機(jī)DS18B20GND DS18B20寄生電源供電方式+5V DS18B20的測(cè)溫原理, 其主要由斜率累加器、溫度系數(shù)振蕩器、減法計(jì)數(shù)器、溫度存儲(chǔ)器等功能部件組成。計(jì)數(shù)器被預(yù)置到對(duì)應(yīng)于55℃的一個(gè)值。同時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位到一個(gè)值，這個(gè)值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補(bǔ)償感溫振蕩器的拋物線特性。斜坡式累加器用來補(bǔ)償感溫振蕩器的非線性，以期在測(cè)溫時(shí)獲得比較高的分辨率。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時(shí)知道在給定溫度下計(jì)數(shù)器的值和每一度的計(jì)數(shù)值。溫度以16bit帶符號(hào)位擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式讀出， 給出了溫度值和輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系。DS18B20測(cè)溫范圍55℃~+125℃，℃遞增。該命令只適用于總線上存在單個(gè)DS18B20.Match ROM（匹配ROM）。Skip ROM(跳過ROM)。Search ROM(搜索ROM)。Alarm ROM（報(bào)警搜索ROM）。Write scratchpad(寫暫存器)。可以在任何時(shí)刻發(fā)出復(fù)位命令終止數(shù)據(jù)的寫入。命令代碼為BEH，允許主設(shè)備讀取暫存器中的內(nèi)容。也可以在任何時(shí)刻發(fā)出復(fù)位命令中止數(shù)據(jù)的讀取操作。命令代碼為48H，將溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL中的字節(jié)復(fù)制到非易失性EEPROM。Convert T(溫度轉(zhuǎn)換)。Recall E2(拷回暫存器)。將溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL中的字節(jié)從EEPROM中拷回到暫存器中。Read power supply(讀電源使用模式)。主設(shè)備將該命令發(fā)給DS18B20后發(fā)出讀操作，DS18B20會(huì)返回它的電源使用模式：0為寄生電源，1為外部電源。 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(gè)雙向I/O口； 256x8bit內(nèi)部RAM； 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷； 時(shí)鐘頻率024MHz； 2個(gè)串行中斷，可編程UART串行通道； 2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源； 2個(gè)讀寫中斷口線，3級(jí)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。本次課程設(shè)計(jì)中選用AT89C52式單片機(jī)，其最小系統(tǒng)主要由電復(fù)位、振蕩電路組成。單片機(jī)的復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩部分組成，上電復(fù)位是在復(fù)位引腳上連接一個(gè)電容到VCC，再連接一個(gè)電阻到GND；按鍵復(fù)位是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下時(shí)電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來使單片機(jī)復(fù)位。外部晶振結(jié)合單片機(jī)
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