1基于单片机的多功能温度检测系统的设计翻译.doc

基于单片机的多功能温度检测系统的设计 引言　　随着社会的发展和技术的进步，人们越来越注重温度检测与显示的重要性。温度检测与状态显示技术与设备已经普遍应用于各行各业，市场上的产品层出不穷。温度检测及显示也逐渐采用自动化控制技术来实现监控。本课题就是一个温度检测及状态显示的监控系统。二、系统方案　　本系统采用 AT89S52 作为该系统的单片机。系统整体硬件电路包括，电源电路，传感器电路，温度显示电路，上下限报警电路等如图1 所示。图中报警电路可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音。温度控制的基本原理为:当DSl8B20 采集到温度信号后，将温度信号送至AT89S52 中处理，同时将温度送到LCD 液晶屏显示，单片机根据初始化设置的温度上下限进行判断处理，即如果温度大于所设的最高温度就启动风扇降温;如果温度小于所设定的最低温度就启动报警装置。温度控制器的原理图三、系统硬件设计单片机AT89S52 的介绍　　AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,具有8K 可编Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案[5]。AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节Flash，256 字节RAM，32 位I/O 口线,看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6 向量2 级中断结构,全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。DS18B20 传感器的介绍　　在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度[5]。因此，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案， 与其它温度传感器相比DSl820 具有以下特点：　　(1)独特的单线接口方式。DSl820 在与微处理器连接时仅需要一条接口线即可实现微处理器与DSl820 的双向通讯。(2)多点功能简化了分布式温度检测的应用。(3)DSl820 在使用中无需任何外围元件。(4)可用数据线供电，电压范围从3.0V 到5.5V。(5)可测量的温度范围从-55到+125，增量值0. 5；华氏温度范围从-67 到+257，增量值0．9。(6)支持多点组网功能。多个DS1820 可以并接在同一条总线上,实现多点测温。(7)9 位的温度分辨率。测量结果以9 位数字量方式串行传送。(8)用户可设定温度报警门限值。(9)有超温度搜寻功能。 DSl8B20 的工作原理　　DS18B20 的内部结构DSl8B20 的测温原理框图如图3.2 所示。图中低温度系数品振的振荡频率受温度影响很小，用于产生同定频率的脉冲信号送给计数器l。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变。所产生的信号作为计数器2 的脉冲输入。计数器1、计数器2 和温度寄存器被预置在-55所对应的一个基数值。计数器l 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1 的预置值减到O 时，温度计数器的值将加l，计数器l 的预置值将被重新装人，计数器l 重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2 计数到O 时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图3.2 中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出小于修正计数器l 的预置值。 DS18B20 与AT89S52 的接口方式　　DS18B20 与单片机的连接方式有两种：即寄生电源方式和外部电源方式。　　寄生电源方式：在寄生电源供电方式下，DS18B20 从单线信号线上汲取能量：在信号线DQ 处于高电平期间把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。寄生电源方式有三个好处： 1）进行远距离测温时，无需本地电源。 2）可以在没有常规电源的条件下读取ROM。 3）电路更加简洁，仅用一根I/O 口实现测温。要想使DS18B20 进行精确的温度转换，I/O 线必须保证