溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-5"\h\z1.引言 12.總體設(shè)計(jì)方案 13.硬件電路設(shè)計(jì) 2溫度檢測(cè)電路 2LED顯示電路 2單片機(jī)電路 34.流程設(shè)計(jì) 45.總結(jié) 5參考文獻(xiàn) 6附件1：系統(tǒng)電路原理整圖 7附加2：設(shè)計(jì)的程序 81.引言溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人民的日常生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，另外它也是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一日前，典型的溫度測(cè)控系統(tǒng)是由模擬式溫度傳感器,.A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)組成，由于模擬式溫度傳感器輸出為模擬信號(hào)，必須經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)獲得數(shù)字信號(hào)后才能與單片機(jī)等微處理器接口，使得硬件電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高而以DS18B20為代替的新型單總線數(shù)字式溫度傳感器集溫度測(cè)量和A/D換于一體，直接輸出數(shù)字量，與單片機(jī)接口電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。[4]2?總體設(shè)計(jì)方案整個(gè)溫度檢測(cè)系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為控制核心，DS18B20為測(cè)溫傳感器,實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量，通過(guò)單片機(jī)將測(cè)得的溫度在LED上顯示。整個(gè)系統(tǒng)的硬件框圖如下所示：2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖[1]3.硬件電路設(shè)計(jì)3.1溫度檢測(cè)電路溫度傳感器采用DS18B20，它是一種單總線溫度傳感器，屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器。本設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)電路如下圖所示：3.2LED顯示電路整個(gè)系統(tǒng)主要采用的是四個(gè)7段共陽(yáng)極數(shù)碼管來(lái)顯示測(cè)量的溫度值，下面這個(gè)是LED顯示電路圖:Rp1R口-—LIPf^5—3Lprl￡e4OTJ3anJcJd￡rlse-?1hlItRp1R口-—LIPf^5—3Lprl￡e4OTJ3anJcJd￡rlse-?1hlIt■麗G5NBL////匸34CT33/n4IKR4RJ3.2LED顯示電路[1]3.3單片機(jī)電路本系統(tǒng)單片機(jī)采用AT89S52,它是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。本系統(tǒng)的單片機(jī)電路圖如圖所示：

4.流程設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，首先進(jìn)行I/o口初始化然后判斷開(kāi)關(guān)是否閉合，確定后由單片機(jī)控制軟件發(fā)出溫度讀取指令，通過(guò)數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集當(dāng)前溫度值，轉(zhuǎn)換后經(jīng)過(guò)單總線傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理由數(shù)碼管顯示系統(tǒng)的軟件部分主要是由中斷子程序、讀寫(xiě)DB18B20程序、顯示程序三部分組成，主程序流程圖如圖所示：

4.1程序流程圖[3]5?總結(jié)溫度傳感器DS18B20轉(zhuǎn)化溫度的力一法非常簡(jiǎn)潔且精度高、測(cè)試范圍較廣。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)環(huán)境要求小高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好因此這種溫度測(cè)量系統(tǒng)能應(yīng)用于各種場(chǎng)合，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加報(bào)警電路，溫度超過(guò)設(shè)定范圍時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。利用串日通信，還叫實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度控制。該系統(tǒng)小僅叫測(cè)溫度，如果選用其它相關(guān)傳感器，還叫用來(lái)測(cè)壓力，流量，位移等非電量。因此，該系統(tǒng)具有廣泛的適應(yīng)性。[2]參考文獻(xiàn)[1]何宗虎.基于單片機(jī)的高精度溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，201134(.9);130-132.[2]陳同果.基于DS18B20的單片機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)[J].科技資訊2007,17;110-111.⑶王丹.基于單片機(jī)的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)J].科技天地,2011,14;90.[4]王龍.基于51單片機(jī)與DS18B20的溫度測(cè)量系統(tǒng)[J].科技向?qū)В?011,27;29-30.附件1系統(tǒng)電路原理整圖I—■rIrnI■?^f_I 」__fi="S>—■nIrnI'M"?c^-LI—■rIrnI■?^f_I 」__fi="S>—■nIrnI'M"?c^-LJj iinrr-| !-^T|W-Jc- <s］冃，~| ?r-v-iu—j-^-j-rr~jr—-i―iA呂呂呂呂弐呂囹配屮日日血屈目耳同同土占l-M控制與顯示程序(1)附加2：設(shè)計(jì)的程序#include<at89X52.h>#include<stdio.h>#include<intrins.h>sbitDQ=P3人2; 〃定義DS18B20的數(shù)據(jù)口unsignedcharTAP[10]= //共陽(yáng)極，不帶點(diǎn){0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,};unsignedcharTAP2[10]= //共陽(yáng)極，帶點(diǎn){0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,};//定義一個(gè)存放轉(zhuǎn)換后溫度值的數(shù)組，溫度值為字符型(ASCII碼)，小數(shù)點(diǎn)后保留2位unsignedcharstr[10]; //延時(shí)子程序，延時(shí)(10*D+3)usvoiddelay_l0us(unsignedcharD){unsignedchari;for(i=0;i<D;i++){_nop_();〃空操作，一個(gè)指令周期_nop_();}}//DS18B20初始化voidINIT(void){ DQ=0;delay_l0us(50); //等待500usDQ=1; 〃釋放18B20數(shù)據(jù)線delay_l0us(9); //等待90uswhile(!DQ); 〃等待18B20準(zhǔn)備好}〃讀DS18B20的程序unsignedcharREAD(void){ unsignedchari;unsignedcharD=0;for(i=0;i<8;i++) //讀8位數(shù)據(jù){D=D>>1; //先讀數(shù)據(jù)低位DQ=0;_nop_();DQ=1; 〃釋放18B20數(shù)據(jù)線for(j=1;j<9;j++){ _nop_(); }if(DQ)D+=0x80 〃如果數(shù)據(jù)線上是"1",D最高位為"1",否則為"0"delay_l0us(6);}returnD; 〃返回值為D.即讀出的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)}〃寫(xiě)DS18B20的程序voidWRITE(unsignedcharD){unsignedchari;for(i=0;i<8;i++){DQ=0;if(D&0x01)DQ=1;else DQ=0;delay_l0us(8);DQ=1;D=D?1;〃右移一位，準(zhǔn)備寫(xiě)下一位}}〃顯示程序(str數(shù)組內(nèi)元素是ASCII碼，所以要減去48)voiddisplay(void){unsignedchari;unsignedcharj=100;while(j-){for(i=0;i<255;i++){P0=TAP[str[0]-48];P2=0xl:}for(i=0;i<255;i++){P0=TAP2[str[1]-48]P2=0x2;}for(i=0;i<255;i++){P0=TAP[str[3]-48];P2=0x4}for(i=0;i<255;i++){P0=TAP[str[4]-48];P2=0x8}}}//主程序voidmain(){unsignedcharwarning=30;unsignedcharTMP_H=0;unsignedcharTMP_L=0;short TMP=0; //短整型數(shù)據(jù)floatTMP_F=0; //浮點(diǎn)型數(shù)據(jù){if(P1_0==0)warning+=1; //增加上限elseif(P1_1==0)warning+=1;//減小上限elsewarning+=0;str[0]=warning/10+48;str[1]=warning%10+48;str[3]=48;str[4]=48;display()delay_10us(5);}INIT(); //初始化DS18B20WTITE(OxCC); 〃跳過(guò)ROM配置WRITE(0x44); //開(kāi)始轉(zhuǎn)換溫度display。； 〃默認(rèn)至少等待750ms,用于溫度轉(zhuǎn)換INIT(); //初始化DS18B20WRITE(0xCC); //跳過(guò)ROM配置WRITE(0xBE); //準(zhǔn)備讀取溫度值TMP_L=