智能溫度檢測(cè)儀軟件設(shè)計(jì)資料.doc

智能溫度檢測(cè)儀軟件設(shè)計(jì)資料溫度是表征物體冷卻程度的物理量，也是最基本的環(huán)境參數(shù)。在農(nóng)工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，對(duì)溫度的測(cè)量及控制始終占據(jù)著及其重要的地位。目前，典型的溫度測(cè)控系統(tǒng)由模擬式溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)造成。由于模擬式溫度傳感器輸出的模擬信號(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，因而使得硬件電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。而以DS18B20為代表的新型單總線(xiàn)數(shù)字式溫度傳感器集溫度測(cè)量和A/D轉(zhuǎn)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，廣泛應(yīng)用于距離遠(yuǎn)、節(jié)點(diǎn)分布多得場(chǎng)合，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。一 系統(tǒng)原理及原理圖1. 系統(tǒng)原理 該數(shù)字溫度檢測(cè)系統(tǒng)由三部分組成：溫度檢測(cè)、顯示控制、溫度顯示。（1） 溫度檢測(cè) 該模塊由DS18B20負(fù)責(zé)對(duì)測(cè)試點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量，單片機(jī)89C52對(duì)DS18B20進(jìn)行控制。由于DS18B20只有一根數(shù)據(jù)線(xiàn)，所以系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換，控制都由這根線(xiàn)來(lái)完成，只需將DS18B20掛接到單片機(jī)的一個(gè)數(shù)據(jù)接口就可以直接使用。（2） 顯示控制 由于DS18B20是通過(guò)單總線(xiàn)方式與單片機(jī)進(jìn)行通訊的，所以對(duì)程序的編寫(xiě)要求較高。主要的程序流程是這樣的：首先由單片機(jī)發(fā)出對(duì)DS18B20進(jìn)行初始化的信號(hào)，在DS18B20初始化成功后，發(fā)送指令CC跳過(guò)讀序列號(hào)的操作，接著發(fā)送指令44啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，此時(shí)在對(duì)DS18B20進(jìn)行初始化，在發(fā)送指令CC跳過(guò)讀序列號(hào)操作，最后發(fā)送指令BE讀暫存存儲(chǔ)器。 至此完成一個(gè)周期，當(dāng)前溫度值所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼已經(jīng)被保存在DS18B20的ROM上，然后只需將ROM上的溫度值讀取出來(lái)，然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制，就可以拿來(lái)做最后面的運(yùn)算和顯示了。（3） 溫度顯示 這部分模塊由思維八段共陽(yáng)極的數(shù)碼管組成，段選部分直接與單片機(jī)相連。2. 全數(shù)字溫度采集系統(tǒng)總體電路結(jié)構(gòu)框圖 圖1.1 全數(shù)字溫度采集系統(tǒng)總體電路結(jié)構(gòu)框圖二、單片機(jī)的選擇 1 STC89C52的選擇 在眾多的“MCS-51系列單片機(jī)”生產(chǎn)的公司中，ATMEL公司生產(chǎn)的STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。該器件采用ATMEL最密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集合輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合的單個(gè)芯片中，ATMEL的STC89C52更是一種高效微控制器。2 復(fù)位和晶振電路的選擇 單片機(jī)運(yùn)行的可靠性是單片機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)重要問(wèn)題。單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，若電源電壓降低或受到外界的電磁干擾，就會(huì)引起程序時(shí)空，出現(xiàn)“死機(jī)”或其它不正?，F(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，為此增加復(fù)位電路，可以上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外單片機(jī)工作需要晶振提供內(nèi)部的時(shí)鐘，選用12MHz的石英晶振。3 單片機(jī)STC89C52的介紹 STC89C52是紅晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8052單片機(jī)，12時(shí)鐘、機(jī)器周期和6時(shí)鐘、機(jī)器周期可任意選擇，最新內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路。a 主要性能（1） 增強(qiáng)型6時(shí)鐘、機(jī)器周期，13時(shí)鐘、機(jī)器周期8052CPU。（2） 工作電壓：5.5V3.4V(5V單片機(jī))/3.8V2.0V(3V單片機(jī))。（3） 工作頻率范圍：040MHz,相當(dāng)于普通8052的080MHz。實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。（4） 用戶(hù)應(yīng)用程序空間4K/8K/16K/20K/32K/64K字節(jié)。（5） 片上集成1280字節(jié)、512字節(jié)ROM。（6） 通用I/O（32/36個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉P0口是開(kāi)漏輸出，作為總線(xiàn)擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需要上拉電阻。（7） ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP(在應(yīng)用可編程)，無(wú)需專(zhuān)用貼編程器、仿真器可通過(guò)串口（P3.0/P3.1）直接下載程序，8K程序3秒即可完成一片。（8） EEPROM功能。（9） 看門(mén)狗。（10） 內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路，外部晶體20M以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路。（11） 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)算器，其中定時(shí)器0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用。（12） 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，POWERDOWN模式可由外部中斷低電平出發(fā)中斷觸發(fā)方式喚醒。（13） 通用異步串口(UART)，還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART。（14） 工作溫度范圍：075/-4085。b 管腳分布圖及管腳功能STC89C52引腳分布圖如下： 圖1.2 STC89C52引腳圖 4 單片機(jī)晶振及復(fù)位電路 特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0P3FFHSBUF不定IP0*0000BSCON00HIE0*0000BPCON0*0000B 表3.2 特殊功能寄存器初始狀態(tài)值 晶振及復(fù)位電路圖如1.3所示 圖1.3 單片機(jī)晶振及復(fù)位電路圖三、DS18B20溫度傳感器1、 DS18B20的性能特點(diǎn) 2 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2、 DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件： 指令約定代碼功能讀ROM33H讀DS18B20溫度傳感器ROM中的編碼符合ROM55H發(fā)出此命令后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪(fǎng)問(wèn)單總線(xiàn)上與該編碼相對(duì)應(yīng)的DS18B20使之做出響應(yīng)，為下一步該DS18B20的讀寫(xiě)做準(zhǔn)備搜索ROM0F0H用于確定掛接在同一總線(xiàn)上DS18B20的個(gè)數(shù)和識(shí)別64位ROM地址，為操作各