智能測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)第頁(yè)共頁(yè)第頁(yè)共頁(yè)第~頁(yè)^~第~頁(yè)^~頁(yè)~第1章緒論1.設(shè)1計(jì)背景隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)．能夠獨(dú)立工作的溫度檢測(cè)和顯示系統(tǒng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻為溫度敏感元件。熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)較差，測(cè)溫準(zhǔn)確度低，檢測(cè)系統(tǒng)也有一定的誤差。與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，這里設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫精確，數(shù)字顯示，適用范圍寬等特點(diǎn)。選用單片機(jī)作為主控制器件，作為測(cè)溫傳感器通過(guò)并行傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示。通過(guò)直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，該器件的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，線性度較好，在-5℃5~12℃5最大線性偏差小于0.℃1。該器件可直接向單片機(jī)傳輸數(shù)字信號(hào)，便于單片機(jī)處理及控制。另外，該溫度計(jì)還能直接采用測(cè)溫器件測(cè)量溫度，從而簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)傳輸與處理過(guò)程。1.智2能測(cè)溫系統(tǒng)特征溫度是我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活中實(shí)時(shí)在接觸到的物理量，但是它是看不到的，僅憑感覺(jué)只能感覺(jué)到大概的溫度值，傳統(tǒng)的指針式的溫度計(jì)雖然能指示溫度，但是精度低，使用不夠方便，顯示不夠直觀，數(shù)字溫度計(jì)的出現(xiàn)可以讓人們直觀的了解自己想知道的溫度到底是多少度。數(shù)字溫度計(jì)采用進(jìn)口芯片組裝精度高、高穩(wěn)定性，誤差0.5，內(nèi)電源、微功耗、不銹鋼外殼，防護(hù)堅(jiān)固，美觀精致。數(shù)字溫度計(jì)采用進(jìn)口高精度、低溫漂、超低功耗集成電路和寬溫型液晶顯示器，內(nèi)置高能量電池連續(xù)工作5年無(wú)需敷設(shè)供電電纜，是一種精度高、穩(wěn)定性好、適用性極強(qiáng)的新型現(xiàn)場(chǎng)溫度顯示儀。是傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)指針雙金屬溫度計(jì)的理想替代產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各類工礦企業(yè)，大專院校，科研院所。數(shù)字溫度計(jì)采用溫度敏感元件也就是溫度傳感器（如鉑電阻，熱電偶，半導(dǎo)體，熱敏電阻等），將溫度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化，如電壓和電流的變化，溫度變化和電信號(hào)的變化有一定的關(guān)系，如線性關(guān)系，一定的曲線關(guān)系等，這個(gè)電信號(hào)可以使用模數(shù)轉(zhuǎn)換的電路即AD轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)再送給處理單元，如單片機(jī)或者PC機(jī)等，處理單元經(jīng)過(guò)內(nèi)部的軟件計(jì)算將這個(gè)數(shù)字信號(hào)和溫度聯(lián)系起來(lái)，成為可以顯示出來(lái)的溫度數(shù)值，如25.0攝氏度，然后通過(guò)顯示單元，如LED,LCD或者電腦屏幕等顯示出來(lái)給人觀察。這樣就完成了數(shù)字溫度計(jì)的基本測(cè)溫功能。數(shù)字溫度計(jì)根據(jù)使用的傳感器的不同，AD轉(zhuǎn)換電路，及處理單元的不同，它的精度，穩(wěn)定性，測(cè)溫范圍等都有區(qū)別，這就要根據(jù)實(shí)際情況選擇符合規(guī)格的數(shù)字溫度計(jì)。用單片和溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)范圍為℃2的測(cè)量，要求顯示精度誤差小于℃，用位數(shù)碼直接讀出溫度。掌握單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理了解溫度傳感器的工作原理實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量，設(shè)置溫度的上下限和報(bào)警功能;掌握單片機(jī)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法以及仿真軟件與編譯軟件的使用方法。第2章系統(tǒng)總體方案總1體方案說(shuō)明采用數(shù)字溫度芯片測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線形較好。在-?攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于攝氏度。的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì)和微控制器構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào)可直接與計(jì)算機(jī)連接。這樣測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單,體積也不大。采用51單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。既可以單獨(dú)對(duì)多控制工作，還可以與機(jī)通信上傳數(shù)據(jù)，另外在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。該系統(tǒng)利用芯片控制溫度傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)并顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測(cè)量環(huán)境溫度，并可以根據(jù)需要設(shè)定上下限報(bào)警溫度。該系統(tǒng)擴(kuò)展性非常強(qiáng)，它可以在設(shè)計(jì)中加入時(shí)鐘芯片以獲取時(shí)間數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理同時(shí)顯示時(shí)間，并可以利用芯片作為存儲(chǔ)器件，以此來(lái)對(duì)某些時(shí)間點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，利用鍵盤來(lái)進(jìn)行調(diào)時(shí)和溫度查詢，獲得的數(shù)據(jù)可以通過(guò)芯片與計(jì)算機(jī)的接口進(jìn)行串口通信，方便的采集和整理時(shí)間溫度數(shù)據(jù)。系2統(tǒng)設(shè)計(jì)原理利用數(shù)字溫度傳感器與單片機(jī)結(jié)合來(lái)測(cè)量溫度。利用數(shù)字溫度傳感器測(cè)量溫度信號(hào)，計(jì)算后在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的溫度值。其溫度測(cè)量范圍為-℃1℃,精確到℃。數(shù)字溫度計(jì)所測(cè)量的溫度采用數(shù)字顯示，控制器使用單片機(jī)9測(cè)溫傳感器使用8用位共陽(yáng)極數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示。系3統(tǒng)組成本課題以是單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的一種數(shù)字溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，上下限報(bào)警調(diào)整電路，單片機(jī)主板電路等組成。系統(tǒng)框圖主要由主控制器、單片機(jī)復(fù)位、報(bào)警按鍵設(shè)置、時(shí)鐘振蕩、顯示、溫度傳感器組成。系統(tǒng)框圖如圖2-所1示。圖2-系1統(tǒng)基本方框圖1.主控制器單片機(jī)具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。2.顯示電路顯示電路采用液晶顯示數(shù)碼管，從口串口輸出段碼。顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的優(yōu)點(diǎn)就是使用口資源比較少，只用口的和串口的發(fā)送和接收，只數(shù)碼管采用右移寄存器驅(qū)動(dòng)，顯示比較清晰。3溫.度傳感器溫度傳感器采用美國(guó)半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的溫度傳感器。輸出信號(hào)全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理及控制，在0—100攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于1攝氏度，采用單總線的數(shù)據(jù)傳輸，可直接與計(jì)算機(jī)連接。用芯片控制溫度傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)并顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測(cè)量環(huán)境溫度，并可以根據(jù)需要設(shè)定上下限報(bào)警溫度。獲得的數(shù)據(jù)可以通過(guò)芯片與計(jì)算機(jī)的接口進(jìn)行串口通信，方便的采集和整理時(shí)間溫度數(shù)據(jù)。第3章系統(tǒng)硬件選擇1單片機(jī)的選擇是位單片機(jī)，它集程序存儲(chǔ)器既可在線編程（）p也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程，所以低價(jià)位單片機(jī)可為提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域，對(duì)于簡(jiǎn)單的測(cè)溫系統(tǒng)已經(jīng)足夠。單片機(jī)具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。主要特性如下與兼容字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器壽命：100寫0/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定位內(nèi)部可編程線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器個(gè)有中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路單片機(jī)為引腳雙列直插式封裝。各引腳功能簡(jiǎn)單介紹如下：:供電電壓:接地0:口為一個(gè)位漏級(jí)開(kāi)路雙向口的管腳寫“”時(shí)，被定義為高阻輸入。1.也明上P11?0]X￥P12JiP]3出￡P(guān)]4?N3」t.PIS附二斗CPI6JJ?]?加工。r*iKn?2(i2JIKTC?2]IQ?22￡」LTl?23揭10gmi01?25F兄ilEAJu??的少?2?可EXI其引腳X2_5_眥1HXD1011|甲閱11廿RE_ALEjP標(biāo)心口，至0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)地址的第八位。在編程時(shí)，口作為原碼輸入口，當(dāng)進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，輸出原碼，此時(shí)外部電位必須被拉高?？冢嚎谑且粋€(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的位雙向口，口緩沖器能接收輸出門電流?？诠苣_寫入“”后，電位被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在編程和校驗(yàn)時(shí)，口作為第八位地址接收?？冢嚎跒橐粋€(gè)內(nèi)部上拉電阻的位雙向口，口緩沖器可接收，輸出個(gè)門電流，當(dāng)口被寫“”時(shí)，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入時(shí)，口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故?？诋?dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，口輸出地址的高八位。在給出地址“口”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容?？谠诰幊毯托ｒ?yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。3：口管腳是個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向口，可接收輸出個(gè)門電流。當(dāng)口寫入“”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的口/。位因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號(hào)將不出現(xiàn)。V當(dāng)保持低電平時(shí)，訪問(wèn)外部o注意加密方式時(shí)，將內(nèi)部鎖定為S當(dāng)端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部。在編程期間，此引腳也用于施加編程電源。：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。:來(lái)自反向振蕩器的輸出。由于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部元件支持，且硬件電路復(fù)雜，制作成本相對(duì)較高。這里采用公司的數(shù)字溫度傳感器作為測(cè)溫元件。最新單線數(shù)字溫度傳感器是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場(chǎng)合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。溫度測(cè)量范圍為?攝氏度，可編程為位?位轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)攝氏度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在中，掉電后依然保存。被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可以在遠(yuǎn)端引入，也可以采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)可以并聯(lián)到根或根線上，只需一根端口線就能與諸多通信，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。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。的性能特點(diǎn)如下：獨(dú)特的單線接口方式，在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與的雙向通訊支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：?，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電溫范圍℃-4℃零待機(jī)功耗可編程的分辨率為?位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為℃、℃、℃和點(diǎn).點(diǎn)6℃，用可5實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫在位分辨率時(shí)最多在內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，位分辨率時(shí)最多在內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快用戶可定義報(bào)警設(shè)置報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以一線總線串行傳送給，同時(shí)可傳送校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題：從測(cè)溫結(jié)束到將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間，這是必須保證的，不然會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤的現(xiàn)象，使溫度輸出總是顯示8。、在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)使電源電壓保持在左右，若電源電壓過(guò)低，會(huì)使所測(cè)得的溫度精度降低。在對(duì)進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。在使用、等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。

在的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此，當(dāng)單總線上所掛超過(guò)8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。在測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待的返回信號(hào)，一旦某個(gè)接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該發(fā),將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點(diǎn)在進(jìn)行硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。圖為的內(nèi)部框圖，它主要包括寄生電源、溫度傳感器、位激光單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器（內(nèi)含便箋式）m用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值的和觸發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼I）發(fā)生器等七部分。采用3腳一封裝或8腳封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示位單?表這前位單?表這前Vdd/Z二rROL即可得到實(shí)際溫度。圖中，表示位。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位時(shí)，表示測(cè)得的吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)第頁(yè)共頁(yè)第頁(yè)共頁(yè)第10第10頁(yè)共10頁(yè)溫度植為正值，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)時(shí)，表示測(cè)得的溫度植為負(fù)值，先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。例如1。（5的數(shù)字輸出為005.0℃5的數(shù)字輸出為011，5.0℃的數(shù)字輸出為，5℃的數(shù)字輸出為。0完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與中的、字節(jié)內(nèi)容作比較，若或則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只1同時(shí)0測(cè)量溫度并進(jìn)行告警搜索。在位的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（）。主機(jī)根據(jù)的前5位來(lái)計(jì)算值，并和存入1中的0值做比較，以判斷主機(jī)收到的數(shù)據(jù)是否正確。■■181的測(cè)溫原理如圖所示，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，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開(kāi)時(shí)，1就對(duì)0氐溫度系數(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.計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將50℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在50℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器1對(duì)氐溫度系數(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)氐溫度系數(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)溫圖2中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性其輸出用，于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就是1的測(cè)溫原理。另外，由于1單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì)1的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化1（發(fā)復(fù)位脈沖）f發(fā)功能命令f發(fā)存儲(chǔ)器操作命令f處理數(shù)據(jù)。1正常使用時(shí)的測(cè)溫分辨率為0.5℃,這對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組軸瓦溫度監(jiān)測(cè)來(lái)講略顯不足，在對(duì)1測(cè)溫原理詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，我們采取直接讀取1內(nèi)部暫存寄存器的方法，將1的測(cè)溫分辨率提高到0.1℃-0.01℃.1內(nèi)部暫存寄存器的分布如表1所示，其中第7字節(jié)存放的是當(dāng)溫度寄存器停止增值時(shí)計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值，第8字節(jié)存放的是每度所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值，這樣，我們就可以通過(guò)下面的方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果。首先用1提供的讀暫存寄存器指令讀出以0.5℃為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位（，得到所測(cè)實(shí)際溫度整數(shù)部分整數(shù)，然后再用指令讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)剩余值M剩余和每度計(jì)數(shù)值M每度，考慮到測(cè)量溫度的整數(shù)部分以0.25℃、0.75℃為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度實(shí)際可用下式計(jì)算得到：實(shí)際（整數(shù)一0.25℃）+（M每度一M剩余）悔度。第4章設(shè)計(jì)電路控制器使用單片機(jī)溫度計(jì)傳感器使用用液晶實(shí)現(xiàn)溫度顯示。本溫度計(jì)大體分三個(gè)工作過(guò)程。首先，由溫度傳感器芯片測(cè)量當(dāng)前的溫度，并將結(jié)果送入單片機(jī)。然后，通過(guò)單片機(jī)芯片對(duì)送來(lái)的測(cè)量溫度讀數(shù)進(jìn)行計(jì)算和轉(zhuǎn)換，井將此結(jié)果送入液晶顯示模塊。最后，芯片將送來(lái)的值顯示于顯示屏上。由圖可看到，本電路主要由溫度傳感器芯片、液晶顯示模塊芯片和單片機(jī)芯片組成。其中，溫度傳感器芯片采用“一線制”與單片機(jī)相連，它獨(dú)立地完成溫度測(cè)量以及將溫度測(cè)量結(jié)果送到單片機(jī)的工作。4.顯1示電路顯示電路采用液晶顯示模塊芯片該芯片可顯示X個(gè)字符，比以前的七段數(shù)碼管顯示器在顯示字符的數(shù)量上要多得多。另外，由于芯片編程比較簡(jiǎn)單，界面直觀，因此更加易于使用者操作和觀測(cè)。芯片的接口信號(hào)說(shuō)明如表歹傳表芯片的接口信號(hào)說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明緒虧符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)I/O2VDD電源正極1003數(shù)據(jù)I/O3VL海^晶4吾號(hào)~1104數(shù)據(jù)I/O4RS數(shù)據(jù)命令選擇1205數(shù)據(jù)I/O5R/W碟/寫選擇端1306數(shù)據(jù)I/O6E便能信號(hào)1407數(shù)據(jù)I/O1DO數(shù)據(jù)"。15BLA背光正極8D1數(shù)據(jù)I/。16BLK背光負(fù)極4.溫2度檢測(cè)電路最大的特點(diǎn)是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式，的數(shù)據(jù)均由同一條線來(lái)完成。的電源供電方式有種外部供電方式和寄生電源方式。工作于寄生電源方式時(shí)和均接地他在需要遠(yuǎn)程溫度探測(cè)和空間受限的場(chǎng)合特別有用原理是當(dāng)總線的信號(hào)線為高電平時(shí)竊取信號(hào)能量給供電同時(shí)一部分能量給內(nèi)部電容充電當(dāng)為低電平時(shí)釋放能量為供電。但寄生電源方式需要強(qiáng)上拉電路,軟件控制變得復(fù)雜（特別是在完成溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到時(shí)同時(shí)芯片的性能也有所降低。因此在條件允許的場(chǎng)合盡量采用外供電方式。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，口線要接Q左右的上拉電。在這里采用前者方式供電。與芯片連接電路如圖所示：與單片機(jī)的連接第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.概1述整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來(lái)了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來(lái)協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來(lái)完成各種實(shí)質(zhì)性的功能如測(cè)量、計(jì)算、顯示、通訊等。每一個(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。這里將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。主程序流程見(jiàn)圖5-。15.主2程序模塊主程序需要調(diào)用4個(gè)子程序，分別為數(shù)碼管顯示程序，溫度測(cè)試及處理子程序，報(bào)警子程序，中斷設(shè)定子程序。各模塊程序功能如下：?數(shù)碼管顯示程序：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。?溫度測(cè)試及處理程序：對(duì)溫度芯片送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行判斷和顯示。?報(bào)警子程序：進(jìn)行溫度上下限判斷及報(bào)警輸出。?中斷設(shè)定程序：實(shí)現(xiàn)設(shè)定上下限報(bào)警功能。

溫度L匕較（開(kāi)始）溫度轉(zhuǎn)換命令溫度數(shù)據(jù)處理溫度顯示報(bào)警圖主程序在設(shè)定區(qū)間外S5L溫度L匕較（開(kāi)始）溫度轉(zhuǎn)換命令溫度數(shù)據(jù)處理溫度顯示報(bào)警圖主程序在設(shè)定區(qū)間外S5L寄存瑞初I