温湿度监测电路设计报告.doc

主从式温度监测警报与控制系统 摘要：本文以AT89S52单片机为主控器构成一个多功能的主从式温度监测警报与控制系统。在文中详尽分析所设计电路的原理、所编写单片机程序及部分主要电路元件功能，结合实际焊接调试的问题和解决方案，给出我们完整的课程设计。 关键词：AT89S52单片机、DS13B02、PC串口通信、温度监测 引言 在各工业生产部门经常会遇到对温度进行监测和控制的需要，而用微机构成温度控制系统有很大的实用意义。微机测温、控温便于实现生产过程的自动化，具有操作简单、精度高、可靠性好、测量范围广等特点，可实现远距离巡回检测、安全报警、温度显示与打印、信息存储、数据通讯等功能。 1．AT89S52单片机为主控器，借助DS18B20一线总线数字式传感器的功能，采用四位数码管来显示实时温度。当时是温度高于设置值时，蜂鸣器将会发出警报。 图一、监测报警与控制系统整体电路图 1.1 AT89S52单片机 采用AT89S52单片机来对电路实施控制是十分高效的。通过对程序的编写，可以随时根据实际需要改变电子钟的功能，使其具有可拓展性。 AT89S52单片机是一种低功耗高性能的CMOS8位微控制器，内置8KB可在线编程闪存。在本课程设计中使用到的AT89S52主要特性如下： 1）8K1000次的在线可编程ISP 闪存 2）0Hz ～ 24MHz3）256RAM 4）32I/O线 5）316位定时器/计数器 6）87）8）1.2 DS18B20一线总线数字式传感器 DS18B20“一线总线”数字化温度传感器是DALLAS必威体育精装版单线数字温度传感器， DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为± 2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，与前一代产品不同，新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。 DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！ DS1822与 DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。 继“一线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。 1.2.1 DS18B20的内部结构 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图三示: 图三、DS18B20的管脚排列 DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 图四、12位转化后得到的12位数据 这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。 例如+125℃的数字输出为07D0H，+25.0625℃的数字输出为0191H，-25.0625℃的数字输出为FF6FH，-55℃的数字输出为FC90H。 图五、各温度对应的数字输出 1.2.2 DS18B20温度传感器的存储器 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。 暂存存储器包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。