【本科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計】單片機(jī)自動溫控器的設(shè)計

1、單片機(jī)自動溫控器的設(shè)計摘要在現(xiàn)代的各種工業(yè)生產(chǎn)中很多地方都需要用到溫度控制系統(tǒng)。因為智能化的控制系統(tǒng)操作簡單、功能強(qiáng)大、測量精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點，所以它將會在我們今后的生活中扮演重要的角色。本文首先介紹了溫度傳感器的背景、研究現(xiàn)狀、開展趨勢；然后介紹了AT89S52單片機(jī)和溫度傳感器DS18B20的相關(guān)的根底知識和技術(shù)問題；其次根據(jù)題目要求設(shè)計了硬件電路圖。它主要由四局部組成：單片機(jī)，數(shù)碼管，繼電器，溫度傳感器組成。根據(jù)要求該控制器可以設(shè)定溫度范圍，當(dāng)被測溫度超出設(shè)定范圍后控制器可以發(fā)出報警并對環(huán)境進(jìn)行加熱或制冷的處理。最后根據(jù)各局部元件的工作流程畫出整體的軟件流程圖。關(guān)鍵詞可調(diào)溫度控制

2、；DS18B20；數(shù)碼管；繼電器AbstractIn modern industrial production are needed in many places the temperature control system. Because the intelligent control system is simple, powerful, high measurement accuracy, the advantages of anti-interference ability, it will be in our future life, to play an important ro

3、le. This paper first introduces the background of a temperature sensor to study the status quo and development trend; followed AT89S52 introduced single-chip and temperature sensor DS18B20 the basis of the relevant knowledge and technical problems; again under the title of the hardware circuit desig

4、n. It is mainly composed of four parts: microprocessor, digital control, relay, temperature sensor. In accordance with the requirements of the controller can set the temperature range, when the measured temperature exceeded the set range of the controller may issue a warning after the environment an

5、d the handling of heating or cooling. Finally, according to the various parts of the workflow components of the software flow chart of the overall draw.KeywordsAdjustable temperature control;the DS18B20; Digital tube;Relay目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc233040991 摘要 PAGEREF _Toc233040991 h I HYP

6、ERLINK l _Toc233040992 Abstract PAGEREF _Toc233040992 h II HYPERLINK l _Toc233040993 第1章 緒論 PAGEREF _Toc233040993 h 1 HYPERLINK l _Toc233040994 課題背景 PAGEREF _Toc233040994 h 1 HYPERLINK l _Toc233040995 1.1.1 傳感器的開展 PAGEREF _Toc233040995 h 2 HYPERLINK l _Toc233040996 溫度控制器的開展現(xiàn)狀和開展趨勢 PAGEREF _Toc233040

7、996 h 3 HYPERLINK l _Toc233040997 溫度控制器的開展?fàn)顩r PAGEREF _Toc233040997 h 3 HYPERLINK l _Toc233040998 1.2.2 溫度控制器的開展趨勢 PAGEREF _Toc233040998 h 3 HYPERLINK l _Toc233040999 本文研究內(nèi)容 PAGEREF _Toc233040999 h 4 HYPERLINK l _Toc233041000 第2章 芯片及元件介紹 PAGEREF _Toc233041000 h 5 HYPERLINK l _Toc233041001 AT89S52單片機(jī)的

8、根本結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc233041001 h 5 HYPERLINK l _Toc233041002 AT89S52單片機(jī)的主要特征 PAGEREF _Toc233041002 h 5 HYPERLINK l _Toc233041003 AT89S52單片機(jī)的存儲器和I/O接口電路 PAGEREF _Toc233041003 h 6 HYPERLINK l _Toc233041004 AT89S52單片機(jī)的引腳功能 PAGEREF _Toc233041004 h 9 HYPERLINK l _Toc233041005 2.2 高精度的單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20 PAGEREF

9、 _Toc233041005 h 11 HYPERLINK l _Toc233041006 DS18B20的性能特點 PAGEREF _Toc233041006 h 12 HYPERLINK l _Toc233041007 2.2.2 DS18B20的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc233041007 h 13 HYPERLINK l _Toc233041008 DS18B20的測溫原理 PAGEREF _Toc233041008 h 13 HYPERLINK l _Toc233041009 2.2.4 DS18B20的命令格式 PAGEREF _Toc233041009 h 15 HYPERL

10、INK l _Toc233041010 1-Wire總線信號時序 PAGEREF _Toc233041010 h 17 HYPERLINK l _Toc233041011 本章小結(jié) PAGEREF _Toc233041011 h 18 HYPERLINK l _Toc233041012 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc233041012 h 19 HYPERLINK l _Toc233041013 3.1 方案設(shè)計 PAGEREF _Toc233041013 h 19 HYPERLINK l _Toc233041014 控制與報警模塊 PAGEREF _Toc233041014

11、h 19 HYPERLINK l _Toc233041015 原理及性質(zhì)介紹 PAGEREF _Toc233041015 h 19 HYPERLINK l _Toc233041016 選擇方法 PAGEREF _Toc233041016 h 20 HYPERLINK l _Toc233041017 3.3 定時與復(fù)位模塊 PAGEREF _Toc233041017 h 22 HYPERLINK l _Toc233041018 時鐘電路 PAGEREF _Toc233041018 h 22 HYPERLINK l _Toc233041019 復(fù)位電路 PAGEREF _Toc233041019

12、h 23 HYPERLINK l _Toc233041020 3.4 按鍵與溫度顯示模塊 PAGEREF _Toc233041020 h 24 HYPERLINK l _Toc233041021 輸入設(shè)備 PAGEREF _Toc233041021 h 24 HYPERLINK l _Toc233041022 溫度顯示 PAGEREF _Toc233041022 h 25 HYPERLINK l _Toc233041023 本章小結(jié) PAGEREF _Toc233041023 h 28 HYPERLINK l _Toc233041024 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc23304

13、1024 h 29 HYPERLINK l _Toc233041025 4.1 軟件實現(xiàn)功能 PAGEREF _Toc233041025 h 29 HYPERLINK l _Toc233041026 溫度保持 PAGEREF _Toc233041026 h 30 HYPERLINK l _Toc233041027 盤掃描流程圖 PAGEREF _Toc233041027 h 30 HYPERLINK l _Toc233041028 4.4 數(shù)據(jù)采集流程圖 PAGEREF _Toc233041028 h 31 HYPERLINK l _Toc233041029 4.5 總流程圖 PAGEREF

14、_Toc233041029 h 32 HYPERLINK l _Toc233041030 4.6 本章小結(jié) PAGEREF _Toc233041030 h 32 HYPERLINK l _Toc233041031 結(jié)論 PAGEREF _Toc233041031 h 33 HYPERLINK l _Toc233041032 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc233041032 h 34 HYPERLINK l _Toc233041033 致謝 PAGEREF _Toc233041033 h 36 HYPERLINK l _Toc233041034 附錄1 PAGEREF _Toc2330410

15、34 h 37 HYPERLINK l _Toc233041035 附錄2 PAGEREF _Toc233041035 h 42 HYPERLINK l _Toc233041036 附錄3 PAGEREF _Toc233041036 h 46 HYPERLINK l _Toc233041037 附錄4 PAGEREF _Toc233041037 h 60第1章 緒論 課題背景溫度是科學(xué)技術(shù)中最根本的物理量之一，物理化學(xué)生物等學(xué)科都離不開溫度。隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)技術(shù)的開展及生活環(huán)境質(zhì)量的提高，溫度的監(jiān)測與控制已成為生產(chǎn)和生活中必不可少的手段。例如大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)車間，溫度太高會導(dǎo)致控制系統(tǒng)元件壽命降

16、低，并導(dǎo)致故障增多，嚴(yán)重的話會導(dǎo)致機(jī)械的電路板產(chǎn)生粘結(jié)，導(dǎo)致短路。在農(nóng)業(yè)上，先進(jìn)的工廠式育苗和種植、食用菌的培養(yǎng)與生產(chǎn)及水果的保險等；高質(zhì)量的室內(nèi)生活環(huán)境，需要保持一定的溫度，不能過高也不能過低；這些都需要對溫度進(jìn)行檢測和控制。1人類早300多年前利用了物質(zhì)的熱脹冷縮性質(zhì)已經(jīng)創(chuàng)造了煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、等液體溫度計。水銀溫度計至今仍然是各種溫度測量的計量標(biāo)準(zhǔn)?？墒撬娜秉c是只能近距離觀測，而且水銀有毒，玻璃管易碎。代替水銀的有酒精溫度計和金屬彈簧片溫度計，它們雖然沒有毒性，但是測量精度很低，只能作為粗略的測量，只在居民住宅中滿足要求。在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中為了提高測量精度，出現(xiàn)了

17、很多種溫度的檢測方法，常用的有電阻式、熱電偶式、PN結(jié)型、光纖式、輻射式等。它們都是基于溫度變化引起的其物理參數(shù)的變化的原理，隨著大規(guī)模集成電路工藝的提高，出現(xiàn)了集成的數(shù)字化溫度傳感器，溫度檢測的傳統(tǒng)方法是使用模擬傳感器，那么一個溫度量要經(jīng)過感溫元件、測量電路、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之后才能得到相應(yīng)的數(shù)字量，這樣設(shè)計者須考慮的線路環(huán)節(jié)較多，相應(yīng)測溫裝置中元器件數(shù)量降不下來，隨之影響產(chǎn)品的可靠性和體積微縮化。而且模擬信號在長距離傳輸過程中，如何抗電磁干擾是一個難以解決的問題。對于多點溫度檢測的場合，各被測點到測試裝置之間引線距離往往不同，還有各敏感元件參數(shù)的不一致性都是造成誤差的原因。把被測溫度

18、這一非電模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將其處理過程的多個環(huán)節(jié)集成在單片IC器件內(nèi)部，是解決傳統(tǒng)溫度檢測方法弊病的理想途徑。與模擬傳感器相比，由于采取高集成度設(shè)計，使數(shù)字式傳感器在可靠性、抗干擾能力以及器件微小化方面都有明顯的優(yōu)點，但受半導(dǎo)體器件本身限制，數(shù)字式傳感器還存在一些不夠理想的地方。比方實際應(yīng)用時需加修正值，測溫范圍不寬，一般為-55度到+125度。雖然存在一些缺乏，但是充分利用微處理技術(shù)開展數(shù)字化、集成化和自動化的溫度傳感器仍是溫度傳感器的開展方向之一。DS18B20溫度傳感器就是其中一種。 傳感器的開展傳感器是一種能將物理量、化學(xué)量、生物量等轉(zhuǎn)換成電信號的器件。輸出信號有不同形式，如電壓、

19、電流、頻率、脈沖等，能滿足信息傳輸、處理、記錄、顯示、控制要求，是自動檢測系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)中不可缺少的元件。如果把計算機(jī)比作大腦，那么傳感器那么相當(dāng)于五官，傳感器能正確感受被測量并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)輸出量，對系統(tǒng)的質(zhì)量起決定性作用。自動化程度越高，系統(tǒng)對傳感器要求越高。在今天的信息時代里，信息產(chǎn)業(yè)包括信息采集、傳輸、處理三局部，即傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)。現(xiàn)代的計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)由于超大規(guī)模集成電路的飛速開展，而已經(jīng)充分興旺后，不僅對傳感器的精度、可靠性、響應(yīng)速度、獲取的信息量要求越來越高，還要求其本錢低廉且使用方便。顯然傳統(tǒng)傳感器因功能、特性、體積、本錢等已難以滿足而逐漸被淘汰。世界許多興

20、旺國家都在加快對傳感器新技術(shù)的研究與開發(fā)，并且都已取得極大的突破。如今傳感器新技術(shù)的開展，主要表達(dá)開展趨勢是微機(jī)械加工化、集成化和智能化。半導(dǎo)體技術(shù)中的加工方法有氧化、光刻、擴(kuò)散、沉積、平面電子工藝，各向?qū)愿g及蒸鍍，濺射薄膜等，這些都已引進(jìn)到傳感器制造。因而產(chǎn)生了各種新型傳感器，如利用半導(dǎo)體技術(shù)制造出硅微傳感器，利用薄膜工藝制造出快速響應(yīng)的氣敏、濕敏傳感器，利用濺射薄膜工藝制壓力傳感器等。集成傳感器的優(yōu)勢是傳統(tǒng)傳感器無法到達(dá)的，它不僅僅是一個簡單的傳感器，其將輔助電路中的元件與傳感元件同時集成在一塊芯片上，使之具有校準(zhǔn)、補(bǔ)償、自診斷和網(wǎng)絡(luò)通信的功能，它可降低本錢、增加產(chǎn)量，美國LUCAS、

21、NOVASENSOR公司開發(fā)的這種血壓傳感器，每星期能生產(chǎn)1萬只。2智能化傳感器是一種帶微處理器的傳感器，是微型計算機(jī)和傳感器相結(jié)合的成果，它兼有檢測、判斷和信息處理功能，與傳統(tǒng)傳感器相比有很多優(yōu)點。 溫度控制器的開展現(xiàn)狀和開展趨勢 溫度控制對于小到人民的日常生活、大到鋼鐵等大型工業(yè)生產(chǎn)工程都具有廣闊的應(yīng)用前景，目前我國的溫度控制主要以傳統(tǒng)的控制方式為主。 溫度控制器的開展?fàn)顩r隨著社會的開展社會的進(jìn)步，在很多的電子產(chǎn)品中用到了溫度監(jiān)測和溫度控制。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣性，各種適應(yīng)于不同場合的溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)代的溫控技術(shù)目前實現(xiàn)溫控的方法有很多種，如：油浴恒溫法、比例式、積

22、分式及其組合的調(diào)節(jié)方法等等，其中有的方法到達(dá)熱平衡需要的時間很長，但是溫度控制精度很高，而有的是到達(dá)熱平衡的時間短但是其溫度控制精度卻不夠高。現(xiàn)在溫度控制大多采用智能調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器有國產(chǎn)的也有國外的，國產(chǎn)調(diào)節(jié)器分辨率和精度較低，溫度控制效果不是很理想，但價格廉價，國外調(diào)節(jié)器分辨率和精度較高，價格較貴。單片機(jī)溫度控制技術(shù)涉及到傳感器技術(shù)、信息采集技術(shù)和信息處理技術(shù)，近些年來人們采用了模糊傳感器使溫度控制技術(shù)得到了很大的提高，它以適應(yīng)測量環(huán)境變化的能力強(qiáng)可以自我管理和調(diào)節(jié)等優(yōu)點，將會在今后的開展中得到更廣泛的應(yīng)用，這也將成為溫度控制的開展趨勢。 溫度控制器的開展趨勢隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，單片機(jī)及相關(guān)

23、電子技術(shù)飛速開展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。利用單片機(jī)和傳感器實現(xiàn)對溫度的精確測量，提高了生產(chǎn)的自動化程度，本錢低廉，應(yīng)用十分廣泛。它采用了冷端補(bǔ)償、型濾波、低漂移高精度放大器、A/D轉(zhuǎn)換技器及單片機(jī)控制技術(shù)?；趩纹瑱C(jī)模糊控制器是一種近來開展起來的新型控制器，其優(yōu)點是不要求掌握被控制對象的精確模型，通過對溫度進(jìn)行控制，能得到夠較好的動態(tài)響應(yīng)特性，并且適應(yīng)性強(qiáng)，上升時間快。因為在很多領(lǐng)域都要涉及到溫度，工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的許多場合對溫度有嚴(yán)格要求，所以溫度控制器已經(jīng)應(yīng)用到很多領(lǐng)域，比方冶金工業(yè)、造紙行業(yè)、機(jī)械制造、溫室、養(yǎng)殖場、冷凍室等。利用單片機(jī)控制溫度給我們的生活帶來了方便，如何使我們的生活更加美好

24、，提高生產(chǎn)效率是我們今后研究的主要方向。溫度控制器的開展方向是數(shù)字化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化。其中傳感器和微處理器賦以智能的結(jié)合實現(xiàn)智能化(intelligent)將成為今后溫度控制系統(tǒng)開展的主要趨勢。它的主要表現(xiàn)形式就是功能強(qiáng)大，更人性化的設(shè)計：(1)自動自動校零、自動標(biāo)定、自動校正功能。(2)自動采集數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。(3)具有數(shù)據(jù)存儲、記與信息處理功能。(4)具有判斷、決策處理功能。(5)能夠自動檢測、自選量程、自尋故障。 本文研究內(nèi)容本文的主要工作目標(biāo)是實現(xiàn)以AT89S52單片機(jī)、DS18B20、達(dá)林頓管驅(qū)動繼電器為控制局部來實現(xiàn)的溫度智能控制系統(tǒng)。在設(shè)計過程中主要工作是熟悉DS18B2

25、0，了解溫控系統(tǒng)的工作過程。本文工作過程是：首先在緒論介紹了溫度測量的開展現(xiàn)狀，接著介紹了主要元器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，而后介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計過程和軟件設(shè)計過程。第2章 芯片及元件介紹系統(tǒng)主要由AT89S52單片機(jī)DS18B20溫度傳感器，數(shù)碼管顯示模塊構(gòu)成。下面分別詳細(xì)介紹一下各個模塊的硬件結(jié)構(gòu)。 AT89S52單片機(jī)的根本結(jié)構(gòu)單片機(jī)(Simple Chip Microcomputer)的全稱為單片機(jī)微型計算機(jī)，是微型計算機(jī)中的一類是將CPU、存儲器、總線、I/O接口電路集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上。單片機(jī)具有體積小、功能全、價格低廉的突出優(yōu)點同時其軟件業(yè)也非常豐富，并可將這些軟件嵌入到

26、其他產(chǎn)品中，使其他產(chǎn)品具有豐富的功能。ATMEL公司是世界上高級半導(dǎo)體產(chǎn)品設(shè)計、制造和行銷的領(lǐng)先者，產(chǎn)品包括了微處理器、可編程邏輯器件、非易失性存儲器、平安芯片、混合信號及RF射頻集成電路。ATMEL公司在AT89C系列單片機(jī)的根底上，推出了以MSC-51核心技術(shù)為其內(nèi)核，采用該公司高性能、低功耗、非易失性存儲器技術(shù)的AT89S系列單片機(jī)，包括AT89S51、AT89S52、AT89S53和AT89S8252。與AT89C系列相比，AT89S系列的運(yùn)算速度有了很大的提高，在功能上新增加了雙數(shù)據(jù)指針、定時監(jiān)視器等，能更好地滿足各種不同的應(yīng)用需要。本節(jié)重點介紹AT89S52單片機(jī)的硬件組成結(jié)構(gòu)及其

27、引腳功能。 AT89S52單片機(jī)的主要特征AT89S52單片機(jī)是AT89S系列中的增強(qiáng)產(chǎn)品，采用了ATMEL公司的技術(shù)領(lǐng)先的Flash存儲器，是低功耗、高性能、采用了CMOS工藝制造的8位單片機(jī)。AT89S52單片機(jī)的主要特性如下：18位字長的CPU；2可在線ISP編程的8KB片內(nèi)Flash存儲器；3可編程的32根I/O口線(P0P3)；45V電壓操作范圍；53個可編程16位定時器/計數(shù)器；6雙數(shù)據(jù)指針DPTR0和DPTR1；7具有8個中斷源、6個中斷矢量、2級優(yōu)先權(quán)的中斷系統(tǒng)；8可在“空閑和“掉電兩種低功耗方式運(yùn)行；93級程序鎖定位；10全雙工的UART穿行通信口；11一個看門狗定時器WTD

28、；12具有斷電標(biāo)志位POF；13振蕩器和時鐘電路的全靜態(tài)工作頻率030Hz；14與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容。 AT89S52單片機(jī)的存儲器和I/O接口電路.1 AT89S52單片機(jī)的存儲器 T89S52單片機(jī)芯片內(nèi)配置有8KB(0000H1FFFH)的Flash程序存儲器和256B(00HFFH)的數(shù)據(jù)存儲器RAM，根據(jù)需要可擴(kuò)展到最大64KB的程序存儲器和64KB的數(shù)據(jù)存儲器，因此AT89S52的存儲器結(jié)構(gòu)可分為4局部：片內(nèi)程序存儲器、片外程序存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器、片外數(shù)據(jù)存儲器。(1) 程序存儲器程序存儲器的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：圖2-1 程序存儲器結(jié)構(gòu)由圖2-1可以看到，AT89S52

29、單片機(jī)的程序存儲器沒有采取分區(qū)的方法，64K的空間是統(tǒng)一使用的。在讀取程序存儲器中所存的程序時，是從芯片內(nèi)的程序開始讀取還是由芯片外的程序開始讀取有引腳的信號電平來控制。當(dāng)引腳=1(接通電源電壓Vcc)時，CPU從芯片內(nèi)部程序存儲器的0000H單元開始讀取指令代碼，假設(shè)外部有擴(kuò)展程序存儲器，且程序計數(shù)器PC的值超過了1FFFH，那么CPU會自動到片外程序存儲器的空間2000HFFFFH讀取指令代碼。引腳=0(接地)時，CPU只對外部存儲器進(jìn)行讀取操作，由信號進(jìn)行讀選通。程序計數(shù)器PC是一個16位的獨立計數(shù)器，其中存放著下一條將被讀取的指令的代碼在存儲器中的地址，程序計數(shù)器PC中地址數(shù)據(jù)的變化軌

30、跡決定了控制程序的執(zhí)行流程。當(dāng)開機(jī)或復(fù)位后，PC中的地址數(shù)據(jù)位0000H，因此開機(jī)或復(fù)位后總是從程序存儲器的0000H單元開始讀取指令代碼。(2) 數(shù)據(jù)存儲器 AT89S52單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器地址空間分為芯片內(nèi)部和芯片外部兩個局部，這是與程序存儲器相同的地方。與程序存儲器不同的地方是使用了不同的指令訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器，使用MOV指令訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，使用MOVX類指令訪問外部數(shù)據(jù)存儲器。外部數(shù)據(jù)的存儲空間最大為64KB，地址范圍為0000HFFFFH。AT89S52內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲容量為256B，地址為00HFFH，其內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲空間分布情況如圖2-2所示：7FH2FH1FH17

31、H0FH08H00H07H特殊功能存放器SFR工作存放器組010H工作存放器組218H工作存放器320H工作存放器組430H位尋址80H字節(jié)尋址區(qū)FFH字節(jié)尋址區(qū)圖2-2 內(nèi)部存儲器空間分布結(jié)構(gòu)從圖2-2可以看到，整個256B的地址空間分為4個區(qū)域：工作存放器區(qū)、可按位尋址的RAM區(qū)和特殊功能存放器區(qū)。工作存放器區(qū)共有4組工作存放器，4組工作存放器的地址分別為00H07H、08H0FH、10H17H、18H1FH，總共占據(jù)了32B的存儲單元。每組工作存放器對應(yīng)8個工作存放器，其名稱為R0，R1，R2，R7。改變程序狀態(tài)字存放器PSW中的RS0和RS1的內(nèi)容，便可以選擇不同的工作存放器組，作為C

32、PU當(dāng)前的工作存放器組。假設(shè)程序中不需要4組工作存放器，其余的存放器可作一般的RAM單元。工作存放器組一般用于中斷效勞程序或子程序調(diào)用中，為了保護(hù)數(shù)據(jù)，進(jìn)入中斷效勞程序后選用與主程序不同的工作存放器組。工作存放器組與RS1、RS0對應(yīng)的關(guān)系如表2-1所示。表2-1 工作存放器組與RS1、RS0的對應(yīng)關(guān)系RS1RS0存放器組片內(nèi)RAM地址00000H07H01108H0FH10210H17H11318H1FH如當(dāng)前工作存放器組為作存放器組0，那么R0對應(yīng)00H單元，R7對應(yīng)07H單元；假設(shè)前工作存放器組為作存放器組1那么R0對應(yīng)08單元，R7對應(yīng)0F單元；依此類推。對R0R7工作的操作那么是對當(dāng)

33、前存放器的操作。復(fù)位后默認(rèn)工作存放器為0。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器20H2FH共16B的存儲空間可按位尋址的RAM區(qū)域。可以對這個空間按位尋址，即可對這個存儲空間按位尋址，即可按位進(jìn)行讀/寫操作，這為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)帶來了極大的便利，用戶可以利用這些按位讀/寫的RAM，將應(yīng)用系統(tǒng)中表示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一些標(biāo)放在這些存儲單元中。對于可按位尋址的16BRAM存儲空間。未被按位使用的存儲單元仍然可以作為一般按字節(jié)尋址的RAM使用，充分的利用了有限的數(shù)據(jù)存儲RAM空間。3.2 I/O接口電路 CPU的數(shù)據(jù)處理速度要遠(yuǎn)高于外圍設(shè)備，同時各外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)處理速度也不盡相同因此在CPU與外圍設(shè)備進(jìn)行信息交換時要解決

34、處理速度的匹配問題，以有效的提高CPU的工作效率；與此同時還要對外圍設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動，I/O接口正式為滿足上述要而求設(shè)計的。CPU和外圍設(shè)備進(jìn)行信息交換都要通過接口電路實現(xiàn)。AT89S52單片機(jī)內(nèi)部集成4個可編程的并行I/O口(P0P3)，每個接口電路都有鎖存器和驅(qū)動器，輸入接口電路都具有三態(tài)門控制。P0P3口同RAM統(tǒng)一編址，可以當(dāng)做特殊功能存放器SFR尋址。 AT89S52單片機(jī)的引腳功能AT89S52主要有PDIP封裝、PLCC封裝和TQFP封裝。雖然封裝形式不同但是各引腳的功能相同。接下來詳細(xì)的介紹PDIP封裝的AT89S52單片機(jī)引腳排列如圖2-3所示。圖2-3 PDIP封裝.1 復(fù)位、

35、控制和選通引腳 共有4個控制信號線，RST、/VPP、ALE/和。(1) RST 該引腳為復(fù)位信號輸入端，高電平有效。在振蕩器穩(wěn)定工作的情況，該引腳置成高電平并保持2機(jī)器周期以上時，系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)定時監(jiān)視器WDT溢出時，該引腳置成高電平并持續(xù)96個振蕩周期。(2) /VPP 為訪問芯片內(nèi)部和芯片外部程序存儲器的選擇信號。為低電平時，對程序存儲器的操作限定在外部程序存儲器進(jìn)行，地址為0000HFFFFH。為高電平(接電源電壓Vcc)時，CPU首先從芯片內(nèi)程序存儲器(0000H1FFFH)的0000H單元開始讀取所存儲的指令代碼；假設(shè)芯片外部有擴(kuò)展的程序存儲器，那么CPU在執(zhí)行完芯片內(nèi)部程序存儲器中

36、的程序后，自動轉(zhuǎn)向去執(zhí)行外部程序存儲器中的程序。VPP為片內(nèi)Flash存儲器的編程電壓。對片內(nèi)Flash存儲器進(jìn)行編程時，該引腳接接編程電壓VPP(5V或12V)；對程序進(jìn)行校驗時，該引腳接電源VCC。(3) ALE/ 低字節(jié)地址所存允許信號/編程脈沖輸入端。ALE為低字節(jié)地址所存信號，當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展是ALE的下降沿將P0口輸出的低8為地址所存器中，以實現(xiàn)低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)的分時復(fù)用，ALE連續(xù)輸出1/6振蕩頻率的脈沖，可作為外部計數(shù)或時鐘信號。讀取外部程序存儲器(4) 為外部程序存儲器讀選通信號，低電平有效。CPU讀取外部程序存儲器中的指令代碼時，被讀取的指令代碼被送至P0口；讀寫片外數(shù)據(jù)存儲器R

37、AM時，無效。.2 多功能I/O口引腳P0P3口 接下來分別介紹各個接口：(1) P0口 8位并行、雙向、開漏輸出的I/O口，作為輸出時可驅(qū)動8個TTL負(fù)載。該口內(nèi)無上拉電阻，由兩個MOS管串接，既可斷開漏極輸出又可處于高阻狀態(tài)，因此成為雙向、漏極開路I/O口。對片外存儲器和數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行訪問時，該口作為低8位地址線和數(shù)據(jù)線復(fù)用。對片內(nèi)Flash存儲器編程時，該口接收指令的字節(jié)代碼，而對程序進(jìn)行校檢時該口輸出指令的字節(jié)代碼，程序校檢時需外接10K的上拉電阻。該口作為通用的I/O口使用時，需要外接上拉電阻。作為輸入口使用時，需對每個引腳寫入1成為高阻抗輸入口，這時該口為準(zhǔn)雙向I/O口。(2) P

38、1口 具有內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O，可驅(qū)動4個TTL負(fù)載，當(dāng)編程和校驗程序時定義為低8位的地址線。作為輸入時需要先將每個引腳置成1。同時還是定時/計數(shù)器T2捕捉重裝操作的控制信號。(3) P2口 具有內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O，可驅(qū)動4個TTL負(fù)載。訪問片外16位地址的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時。該口作為高8位地址線。而當(dāng)只需要8位地址線時，該口將輸出特殊功能存放器P2中的內(nèi)容。編程和校驗程序時，該口接收高字節(jié)地址和一些控制信號。(4) P3口 具有內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O，可驅(qū)動4個TTL負(fù)載。做為普通I/O口的輸入使用時，應(yīng)該先將該口的的引腳置1。除此之外P3口還提供了一些第

39、二功能，如表2-2所示：表2-2 AT89S52單片機(jī)P3口的第二功能引腳第二功能說明P0RXD串行數(shù)據(jù)接收P1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送P2外部中斷0請求P3外部中斷1請求P4T0定時器0外部事件計數(shù)輸入P5T1定時器1外部事件計數(shù)輸入P6外部RAM寫選通P7外部RAM讀選通.2 外部晶振引腳 XTAL1：芯片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生的輸入端。XTAL2：芯片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。3 高精度的單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問世的。目前智能溫度傳感器已經(jīng)成為集成溫度傳感器中最具活力和開展的一種新產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳

40、感器、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器(或存放器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。按照串行總線來劃分，有單線總線(1-Wire)、二線總線(含I2C度0.625度，典型產(chǎn)品有DS1820、DS18B20、DS18S20。 DS18B20的性能特點DS18B20是美國Dallas半導(dǎo)體公司應(yīng)用單總線技術(shù)的一種改良型智能溫度傳感器，可廣泛的用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測量及控制儀器、測控系統(tǒng)和大型設(shè)備中，例如多路溫度測控儀、中央空調(diào)、大型冷庫、恒溫裝置等。下面是它的主要技術(shù)特性：1支持多節(jié)點，使分布式的測溫系統(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)設(shè)計大為簡便，硬

41、件開銷大為減少。2采用單總線專用技術(shù)，既可通過串行口線，也可通過其它I/O口線與微機(jī)接口，無須經(jīng)過其它變換電路，直接輸出被測溫度值(9位二進(jìn)制數(shù)，含符號位)。3可以通過數(shù)據(jù)線供電，具有超低功耗工作方式。4測溫范圍為。5溫度轉(zhuǎn)換精度912位可變，能夠直接將溫度轉(zhuǎn)換成16位二進(jìn)制數(shù)的方式串行輸出，12位精度轉(zhuǎn)換時間最大為750ms。6具有獨特的單線接口方式，即微處理器與其接口時僅需要占用一位I/O端口。7具有電源反保護(hù)電路。當(dāng)電源電壓的極性接反時，能保護(hù)DS18B20不會因發(fā)熱而燒毀，但此時芯片無法正常工作。5.5V。當(dāng)UDD5.5V時，在10度+85度范圍內(nèi)，可確保測量誤差不超過度，在-55度+

42、125度范圍內(nèi)，最大測量誤差也不超過2。9適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)。因為它是數(shù)字形式的輸出，而且只占用一個I/O端口，所以它特別適合于微處理器控制的各種溫度測控系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的可靠性。DS18B20具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用接口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題：較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在DS18B20進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否那么將無法讀取測溫結(jié)果。連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當(dāng)將總

43、線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通信距離可達(dá)150m。4 DS18B20的結(jié)構(gòu)每片DS18B20都含有一個唯一的64位ROM編碼，頭八位是產(chǎn)品系列碼，接著的是48位產(chǎn)品序列號，最后8位是循環(huán)冗余校驗碼。所以DS18B20能夠連接在同一數(shù)據(jù)線上而不會造成混亂。這為溫度的測量帶來了極大的方便。溫度傳感器的轉(zhuǎn)換結(jié)果以16位二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式存放在暫存存儲中，如果測量的溫度值高于溫度報警器TH或低于TL中的值那么DS18B20內(nèi)部的報警標(biāo)志位就被置位。表示測量溫度超出了DS18B20的溫度轉(zhuǎn)換位數(shù)，可以選擇9到12位，分別對應(yīng)的測溫分辨率為，。不過溫度轉(zhuǎn)換的位數(shù)越大轉(zhuǎn)換的時間也越長。12位精度的最大轉(zhuǎn)

44、換時間為750ms。溫度轉(zhuǎn)換位數(shù)的改變是通過設(shè)置存放器的值來實現(xiàn)的。溫度報警觸發(fā)器和設(shè)置存放器都由非易失性電可擦寫存儲器組成，設(shè)置值可以通過相應(yīng)命令寫入，一旦寫入后不會因為掉電而喪失4。 DS18B20的測溫原理DS18B20采用三腳封裝或8腳封裝。本文選用的三腳封裝。封裝圖如圖2-4所示。I/O為數(shù)據(jù)輸入/輸出端(即單線總線)，它屬于漏極開路輸出，外接上拉電阻后常態(tài)下成高電平。VCC是可供選用的外部+5V電源端，不用時需接地。GND為地。內(nèi)部主要由7局部組成：(1)寄生電源；(2)溫度傳感器；(3)64位激光(laser)ROM與單線接口；(4)告訴暫存器，即便箋式RAM，用于存放中間數(shù)據(jù)；

45、(5)TH觸發(fā)存放器，分別用來存儲用戶設(shè)定的溫度上、下限tH、tL值；(6)存儲與控制邏輯；(7)8位循環(huán)冗余效驗碼(CRC)發(fā)生器。圖2-4 DS18B20三腳封裝圖DS18B20內(nèi)部測溫電路框圖如圖2-5所示。圖2-5 內(nèi)部測溫電路框圖低溫度系數(shù)振蕩器用于產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率f0，高溫度系數(shù)振蕩器那么相當(dāng)于T/f轉(zhuǎn)換器，能將被測溫度t轉(zhuǎn)換成頻率信號f0圖中還隱含著技術(shù)門，當(dāng)技術(shù)門翻開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的脈沖f0進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。技術(shù)門的開啟有時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定。每次測量前，首先將-55度所對應(yīng)的技術(shù)分別置入減法計數(shù)器、溫度存放器中。在技術(shù)門關(guān)閉之前假設(shè)

46、計數(shù)器已減至零，溫度存放器中的數(shù)值就增加0.5度。然后，計數(shù)器依斜率累加器的狀態(tài)進(jìn)入置入新的數(shù)值，再對時鐘計數(shù)，然后減至零，溫度存放器值又增加0.5度。只要技術(shù)門仍未關(guān)閉，就重復(fù)上述過程，直至溫度存放值到達(dá)被測溫度值。 DS18B20的命令格式DS18B20的命令是靠嚴(yán)格的通信協(xié)議來支撐的。為了保證數(shù)據(jù)可靠的傳送，同一時刻單總線上只能有一個控制信號或數(shù)據(jù)。進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時一定要符合單總線協(xié)議。主機(jī)對某一測控對象操作時，一般有以下幾個過程：初始化信號、發(fā)ROM命令、發(fā)RAM命令、數(shù)據(jù)發(fā)送。1初始化?；?-Wire總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機(jī)發(fā)出復(fù)位脈沖，從機(jī)響應(yīng)應(yīng)答脈沖。應(yīng)答脈沖

47、使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。2ROM命令。在主機(jī)檢測到應(yīng)答脈沖之后，就可以發(fā)出ROM命令。這些命令與各個從機(jī)設(shè)備的唯一64位ROM代碼相關(guān)，允許主機(jī)在1-Wire總線上連接多個從機(jī)設(shè)備，指定操作某個從機(jī)設(shè)備。這些命令還允許主機(jī)能夠檢測到總線上有多少個從機(jī)設(shè)備及其設(shè)備類型，或者有沒有從機(jī)設(shè)備處于報警狀態(tài)。共有五種ROM命令，它們分別是：讀ROM，搜索ROM，匹配ROM，跳過ROM，報警搜索。對于只有一個溫度傳感器的單點系統(tǒng)，跳過ROM(SKIP ROM)命令特別有用，主機(jī)不必發(fā)送64位序列號，從而節(jié)約了大量時間。對于1-Wire總線的多點系統(tǒng)，通常先把每一個溫度傳感器DS18B20

48、的64位序列號測出，要訪問某一個附屬節(jié)點時，發(fā)送匹配ROM命令MATCH ROM，然后發(fā)送64位序列號，這時可以對指定的附屬節(jié)點進(jìn)行操作。3DS18B20功能命令主機(jī)發(fā)出ROM命令，以訪問某個指定的DS18B20后，接著就可以發(fā)出DS18B20支持的某個功能命令。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出DS18B20的暫存器，啟動溫度轉(zhuǎn)換以及判斷從機(jī)的供電方式。DS18B20的功能命令有：溫度轉(zhuǎn)換，寫暫存器，讀暫存器，拷貝暫存器，讀電源供電方式。主機(jī)發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，DS18B20采集溫度并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，結(jié)果保存在暫存器的字節(jié)0和字節(jié)1。寫暫存器命令，主機(jī)把3個字節(jié)的數(shù)據(jù)按照從LSB到MSB的順序?qū)懭氲?/p>

49、暫存器的TH，TL和匹配存放器中?？截悤捍嫫髅顚捍嫫髦械腡H，TL和匹配存放器的值保存到EPROM中。讀存放器命令將讀取暫存器中的9個字節(jié)的數(shù)值，其中最后一個字節(jié)是循環(huán)冗余校驗CRC，用于檢驗讀取數(shù)據(jù)的有效性。其工作流程圖見圖2-6。主機(jī)對DS18B20發(fā)送ROM和RAM命令前，必須先對其進(jìn)行初始化，因為只有當(dāng)DS18B20溫度傳感器應(yīng)答準(zhǔn)備好以后，主機(jī)才能可以發(fā)操作命令進(jìn)行操作。ROM命令代碼及其含義：ReadROM(33H)：如果只有一片DS18B20，可以用此命令讀出其序列號，假設(shè)在線DS18B20多于一個，將發(fā)生沖突。Match ROM(55H)：多個DS18B20在線時，用此命令

50、匹配一個給定序列號的DS18B20，此后的ROM命令就針對該DS18B20。Skip ROM(CCH)：此命令執(zhí)行后的RAM命令將針對所有在線的DS18B20。Search ROM(F0H)：用此命令讀出所有在線的DS18B20的序列號。Alarm Search(ECH)：當(dāng)有溫度報警時用以讀出報警DS18B20的序列號。RAM命令代碼及其含義：Write Scratchpad(4EH)：寫報警溫度和設(shè)置存放器的內(nèi)容到便箋式存儲器中。Read Scratchpad(BEH)：讀取便箋式存儲器中的內(nèi)容。Copy scratchpad(48H)：將存儲器中報警溫度和設(shè)置存放器的內(nèi)容拷貝到EEPRO

51、M中去。Convert T(44H)：啟動在線的DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換。Recall E2(B8H)：將EEPROM中的內(nèi)容拷貝到便箋式存儲器中Read Power Supply(B4H)：在此命令發(fā)送后的每一個讀數(shù)間隙，指出電源模式。圖2-6 DS18B20的工作流程 1-Wire總線信號時序1-Wire單總線是Maxim全資子公司Dallas的一項專有技術(shù)與目前多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)通信方式：如SPI/IC/MICROWIRE不同它采用單根信號線既傳輸時鐘又傳輸數(shù)據(jù)而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的它具有節(jié)省I/O口線資源結(jié)構(gòu)簡單本錢低廉便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等諸多優(yōu)點。所有的1-Wire總線器件要求采用嚴(yán)格

52、的信號時序，以保證數(shù)據(jù)的完整性。DS18B20共有6種信號類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫0、寫1、讀0和讀1。所有這些信號，除了應(yīng)答脈沖以外，都由主機(jī)發(fā)出同步信號。并且發(fā)送所有的命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的低位在前。1復(fù)位脈沖和應(yīng)答脈沖。1-wire總線上的所有通信都是以初始化序列開始。主機(jī)輸出低電平，保持低電平時間至少480us，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著主機(jī)釋放總線，4.7k的上拉電阻將1-Wire總線拉高，延時1560us，并進(jìn)入接收模式(Rx)。接著DS18B20拉低總線60240us，以產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖，假設(shè)為低電平，再延時480us。2寫時隙。寫時隙包括寫0時隙和寫1時隙。所有寫時隙至少需要60

53、us，且在2次獨立的寫時隙之間至少需要1us的恢復(fù)時間，兩種寫時隙均起始于主機(jī)拉低總線。寫1時隙：主機(jī)輸出低電平，延時2us，然后釋放總線，延時60us。寫0時隙：主機(jī)輸出低電平，延時60us，然后釋放總線，延時2us。3讀時隙1-Wire總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時隙時，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時隙，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時隙至少需要60us，且在2次獨立的讀時隙之間至少需要1us的恢復(fù)時間。每個讀時隙都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1us。主機(jī)在讀時隙期間必須釋放總線，并且在時隙起始后的15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。典型的讀時隙過程為：主機(jī)輸出低電平延時2us

54、，然后主機(jī)轉(zhuǎn)入輸入模式延時12us，然后讀取1-Wire總線當(dāng)前的電平，然后延時50us。4 本章小結(jié)本章首先介紹了AT89S52單片機(jī)的根本結(jié)構(gòu)，其中包括AT89S52單片機(jī)的主要特征、存儲器的根本結(jié)構(gòu)I/O接口電路、引腳功能以及程序指令系統(tǒng)的流程。其次介紹了溫度傳感器DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、測溫原理、及該傳感器的工作流程。通過對這些主要元件的了解為以后的的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計打下了根底。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計開發(fā)設(shè)計一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)或者設(shè)計或者設(shè)計一種智能化的儀器，首先要明白做什么然后才是怎么做。目標(biāo)任務(wù)即系統(tǒng)要求實現(xiàn)的功能以及指標(biāo)。應(yīng)用的場合不同具體的要求也會不同。其次是根據(jù)功能以及技術(shù)

55、指標(biāo)的要求，確定系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。系統(tǒng)的總體設(shè)計方案包括單片機(jī)的選擇、重要環(huán)節(jié)關(guān)鍵器件的選型、技術(shù)指標(biāo)的實現(xiàn)、硬件設(shè)計功能的劃分等。3.1 方案設(shè)計 根據(jù)課題要求系統(tǒng)的硬件分為：按鍵局部、數(shù)碼管顯示局部、AT89S52單片機(jī)作為數(shù)據(jù)采集處理模塊局部和繼電器作為控制局部。各個模塊之間的功能關(guān)系如圖3-4所示：圖3-4 功能關(guān)系圖 控制與報警模塊本系統(tǒng)的關(guān)鍵器件：單片機(jī)、溫度傳感器、固態(tài)繼電器。由上面第二章介紹可知單片機(jī)和溫度傳感器選定為AT89S52和DS18B20。接下來介紹固態(tài)繼電器原理和確定方法。 原理及性質(zhì)介紹繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸

56、出回路)“自動開關(guān)。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、平安保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。低壓控制系統(tǒng)中采用的控制繼電器，大局部為電磁式。如電壓、電流繼電器，中間繼電器以及相當(dāng)一局部的時間繼電器等，都屬于電磁式繼電器。電磁繼電器一般由電磁鐵、銜鐵、彈簧片、觸點等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點(常開觸點)吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點(常閉觸點)吸合。這樣吸合、釋放，從而到達(dá)了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于

57、繼電器的“常開、常閉觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點。 選擇方法固態(tài)繼電器在系統(tǒng)中屬于關(guān)鍵器件，其穩(wěn)定和可靠是實現(xiàn)控制的前提。選擇一般有以下幾個步驟：1根據(jù)現(xiàn)場情況確定工作時固態(tài)繼電器的電壓、電流。固態(tài)繼電器的電壓和電力根據(jù)負(fù)載的電壓和電流確定。如加熱棒的工作電壓為36V、1A，那么固態(tài)繼電器的電壓、電流為36V、1A。2確定固態(tài)繼電器的額定電壓或電流。額定電壓、電流一般取工作電壓的25倍，具體情況酌情選擇。3確定固態(tài)繼電器的類型。固態(tài)繼電器有直流固態(tài)繼電器和交流固態(tài)繼電器，根據(jù)控制電壓是直流或交流確定。4確定輸入

58、控制信號。由于單片機(jī)的輸出信號(即固態(tài)繼電器的輸入控制信號)，所以固態(tài)繼電器輸入控制信號為5V信號。最后根據(jù)上述要求順序選擇適合實驗要求的繼電器。達(dá)林頓管是將兩只以上的三極管的集電極連在一起，而把第一只三極管的發(fā)射極直接接到第二只三極管的基極，并以此類推而接，最后引出E、B、C三個電極。圖3-5是兩只三極管組成的達(dá)林頓管，它等效一個的新的三極管。圖3-5 達(dá)林頓與三極管等效電路達(dá)林頓管就是兩個三極管接在一起，極性只認(rèn)前面的三極管。具體接法如下，以兩個相同極性的三極管為例，前面為三極管集電極跟后面三極管集電極相接，前面為三極管射極跟后面三極管基極相接，前面三極管功率一般比后面三極管小，前面三極管

59、基極為達(dá)林頓管基極，后面三極管射極為達(dá)林頓管射極，用法跟三極管一樣，放大倍數(shù)是兩個三極管放大倍數(shù)的乘積。達(dá)林頓管的特點是：放大系數(shù)比普通三極管大很多。達(dá)林頓管除具有很高的放大系數(shù)外，還具有較高的輸入阻抗，以及熱穩(wěn)定性好，開關(guān)速度快和簡化電路的特點。達(dá)林頓管又稱復(fù)合管，它將兩只三極管適當(dāng)?shù)倪B接在一起。這等效三極管的放大倍數(shù)是二者之積。在電子學(xué)電路設(shè)計中，達(dá)林頓接法常用于功率放大器和穩(wěn)壓電源中。達(dá)林頓電路有四種接法：NPN+NPN，PNP+PNP，NPN+PNP，PNP+NPN。前兩種是同極性接法，后二種是異極性接法。NPN+NPN的同極性接法：B1為B，C1C2為C，E1B2接在一起，那么E2為

60、E。這里也說一下異極性接法。以NPN+PNP為例。設(shè)前一三極管T1的三極為C1B1E1，后一三極管T2的三極為C2B2E2。達(dá)林頓管的接法應(yīng)為：C1B2應(yīng)接一起，E1C2應(yīng)接一起。等效三極管CBE的管腳，C=E2，B=B1，E=E1(即C2)。等效三極管極性，與前一三極管相同。即為NPN型。DIODE為續(xù)流二極管，可以為繼電器在斷電瞬間產(chǎn)生的反相電動勢提供泄放回路，保護(hù)達(dá)林頓管不至于損壞。在這根底上還可以增加限流電阻和發(fā)光二極管構(gòu)成報警電路。報警電路有很多種方法，運(yùn)用繼電器我們同樣可以到達(dá)報警的目的，本文本著經(jīng)濟(jì)、實用、簡單的原那么來設(shè)計電路。而蜂鳴器的電路簡單應(yīng)用廣泛所以我最終選取了蜂鳴器來