智能環(huán)境參數(shù)檢測(cè)儀

1、ABSTRACT. PAGE II：.；摘 要I 摘 要溫度是一個(gè)根本的物理量，幾乎一切的科研和消費(fèi)過程都和溫度息息相關(guān)。準(zhǔn)確獲取系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)有助于對(duì)設(shè)備儀器的任務(wù)形狀進(jìn)展監(jiān)控，因此，準(zhǔn)確地丈量和控制溫度，對(duì)于獲得正確的科研數(shù)據(jù)和保證產(chǎn)質(zhì)量量都非常重要。本論文研討設(shè)計(jì)出一套多點(diǎn)溫度丈量系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有丈量精度高，控制范圍廣，抗干擾才干強(qiáng)等特點(diǎn)，可適用于科學(xué)研討及工農(nóng)業(yè)消費(fèi)等不同領(lǐng)域?qū)囟日闪康男枨?。在本文中，先分析了現(xiàn)有的幾種不同的溫度測(cè)試方法，并在對(duì)比各種不同方法的優(yōu)缺陷的根底上，思索系統(tǒng)本身測(cè)試要求以及精度速度等目的要求，選擇數(shù)字溫度計(jì)DSB作為本系統(tǒng)的傳感器，采用LCD液晶雙行顯示芯片

2、，分別顯示溫度傳感器的丈量溫度值、溫度最高上限值和丈量時(shí)間的預(yù)設(shè)值。在選型的根底上設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)以及相應(yīng)的檢測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過綜合調(diào)試，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的測(cè)試和報(bào)警功能。關(guān)鍵字：多點(diǎn)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)，單片機(jī)，溫度丈量ABSTRACTASTRACT PAGE IVABSTRACTTemperature is a basic physical factor, almost all of the scientific and industry work have a way with temperature. Obtaining these parameter correctly can help us to ga

3、in the instruments state .So, how to control temperature accurately, is very important in scientific research and industry quality.In that situation, design and implement one applicable system which can watch measure and control the temperature and the measuring results is real time and the precisio

4、n is great is more essential .It takes a great of troubles for the industry-controllers to make decision .that paper first analyzed some kinds of method about testing the temperature and the humidity .Then balance the different methods disadvantages ,advantages ,and the using systems meterage requir

5、ement about the precision ,testing rate ,and so on .And then choosing the digital thermometer DSB.And set the TI s MCU,LCD,as main processor .Based on that work ,designed a hardware circuit .that circuit can achieve the testing function .We use the temperature chest to demarcate the system.Key words

6、: Multi-Point Temperature Sensor Network, single-chip microcomputer，Temperature measurement目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 第章 引言 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .概述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 目前國(guó)內(nèi)外研討現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 課題設(shè)計(jì)的目的和意義 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc

7、. 論文主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 多點(diǎn)溫度丈量系統(tǒng)整體構(gòu)造分析 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 多點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .詳細(xì)方案 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .本論文中元器件的選擇 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .數(shù)字溫度傳感器概述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l

8、 _Toc . DSB性能參數(shù)引見 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . DSB的測(cè)溫原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . DSB自動(dòng)搜索算法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . DSB編程設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . ATS微控制器相關(guān)引見 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . DM-液晶顯示器簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . MAX串口芯片簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc h HYP

9、ERLINK l _Toc 第章 系統(tǒng)的硬件構(gòu)造設(shè)計(jì)及程序編程 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .穩(wěn)壓電源的組成 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 溫度數(shù)據(jù)處置算法分析及程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 溫度數(shù)據(jù)處置算法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 溫度數(shù)據(jù)處置子程序 PAGEREF _

10、Toc h HYPERLINK l _Toc . DM-液晶接口電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .串口通訊電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . MCU與MAX通訊電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 串口通訊方式 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 串口通訊波特率計(jì)算 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 串口通訊硬件銜接電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .外圍電路設(shè)計(jì) PAGER

11、EF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 復(fù)位電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .聲光報(bào)警電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 程序流程圖 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 結(jié)論 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 致謝 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附

12、錄 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 外文資料原文 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 譯文 PAGEREF _Toc h 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第章 引言 PAGE 84 PAGE 85第章 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)第章 引言.概述環(huán)境監(jiān)控是一個(gè)重要的課題，特別是在工業(yè)運(yùn)用場(chǎng)所中。經(jīng)過對(duì)設(shè)備儀器的任務(wù)情況的監(jiān)控，可以檢測(cè)設(shè)備儀器的各種的任務(wù)異常情況，從而防止設(shè)備儀器由于環(huán)境的惡化而出現(xiàn)缺點(diǎn)而蒙受經(jīng)濟(jì)損失；而設(shè)備儀器普通都有一定的溫度的環(huán)境因數(shù)特性，在不同的任務(wù)環(huán)境下其性能會(huì)有略微的變化，在精細(xì)的儀器和設(shè)備中，這種性能的變化往往

13、是噪聲系統(tǒng)的誤差，從而降低了系統(tǒng)的性能,這種變化可以看成固定的變化，可以經(jīng)過補(bǔ)償?shù)姆椒ㄐ拚蛘呦?，從而提高系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性。所以有必要經(jīng)過某種方法檢測(cè)不同的環(huán)境參數(shù)，諸如溫度、濕度、電網(wǎng)電壓、電磁干擾等。. 目前國(guó)內(nèi)外研討現(xiàn)狀目前溫度檢測(cè)儀表種類繁多，常用的溫度檢測(cè)儀表如圖-所示。圖- 常見溫度檢測(cè)儀表近年來(lái)，隨著工業(yè)消費(fèi)效率的不斷提高，自動(dòng)化程度與范圍的不斷擴(kuò)展，對(duì)溫度檢測(cè)技術(shù)的要求也愈來(lái)愈高，各國(guó)專家都在有針對(duì)性地競(jìng)相開發(fā)各種特殊而適用的測(cè)溫技術(shù)，并獲得了艱苦進(jìn)展。新一代溫度檢測(cè)元件如圖-所示。圖- 新一代溫度檢測(cè)元件. 課題設(shè)計(jì)的目的和意義各種環(huán)境參數(shù)中，其中最關(guān)鍵也最常見的一個(gè)參數(shù)就

14、是溫度參數(shù)。在實(shí)踐運(yùn)用中，由于設(shè)備的溫度過高或者過低,呵斥的任務(wù)缺點(diǎn)比比皆是，在普通的任務(wù)場(chǎng)所中，可以經(jīng)過溫度計(jì)人為的檢測(cè)環(huán)境的溫度，但是這種方法不方便，并且精度不高，操作性差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)消費(fèi)。特別在對(duì)于可靠性要求很高的消費(fèi)場(chǎng)所中，是不允許有過失的出現(xiàn)，由于溫度呵斥的缺點(diǎn)會(huì)帶來(lái)非常惡劣的效果。所以在現(xiàn)代的工業(yè)場(chǎng)所中，大體上都是采用溫度濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)，經(jīng)過總線把各個(gè)地方的溫濕度信息送到集中處置計(jì)算機(jī),進(jìn)展監(jiān)控。傳統(tǒng)的方式普通采用熱電偶或熱電阻，其輸出的模擬信號(hào)，需求經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后才干送入單片機(jī)等微處置器，這樣的硬件電路構(gòu)造復(fù)雜，制造本錢較高。近年來(lái)，各種新型溫度傳感器和丈量方法大量出現(xiàn)并勝

15、利運(yùn)用。單總線數(shù)字式智能型傳感器技術(shù)徹底改動(dòng)了傳統(tǒng)的溫度丈量方法，在糧庫(kù)測(cè)溫系統(tǒng)、冷庫(kù)測(cè)溫系統(tǒng)、智能化建筑控制系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)等多種系統(tǒng)中都需求多點(diǎn)溫度丈量系統(tǒng)。因此，多點(diǎn)溫度丈量技術(shù)實(shí)現(xiàn)尤為重要。本課題基于以上的目的,制造一個(gè)綜合的測(cè)試系統(tǒng)，可以同時(shí)檢測(cè)多路系統(tǒng)的溫度信息,并將溫度信息實(shí)時(shí)的上傳到上位機(jī)以供后續(xù)處置?；贏TC單片機(jī)、C言語(yǔ)和DSB傳感器的多點(diǎn)溫度丈量系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)展分析。論文研討在實(shí)際和實(shí)際方面均具有重要意義，主要表如今：.降低丈量本錢。丈量現(xiàn)場(chǎng)的智能傳感器測(cè)得被測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)信息后，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸給精細(xì)測(cè)控儀器或高檔次微機(jī)去分析處置，既節(jié)約了人力物力

16、，又提高了貴反復(fù)雜設(shè)備的利用效率。.提高了丈量精度。論文經(jīng)過溫度傳感器DSB提取Bit溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)展計(jì)算處置，使溫度數(shù)據(jù)可準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后位，這在科學(xué)研討及工農(nóng)業(yè)消費(fèi)中都具有重要價(jià)值。.實(shí)現(xiàn)了報(bào)警測(cè)控和資源共享。添加了蜂鳴器模塊，設(shè)置了溫度的限制并且在PC終端上進(jìn)展丈量和數(shù)據(jù)采集，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控過程和數(shù)據(jù)，使丈量跨越了空間和時(shí)間的限制，并且能實(shí)現(xiàn)丈量設(shè)備和丈量信息等資源的共享。. 論文主要內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)有測(cè)溫系統(tǒng)的缺陷，他們提出了一種新型的測(cè)溫方案，具有以下個(gè)特性：.采用新型的數(shù)字溫度傳感器，簡(jiǎn)化測(cè)溫電路。.數(shù)字信號(hào)傳輸，利于有干擾現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)用。.建立溫度采集電路和PC機(jī)之間的串行通訊，實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的實(shí)

17、時(shí)傳輸；并設(shè)計(jì)了溫度信息數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信息的存查詢、顯示和報(bào)表打印等功能，方便溫度場(chǎng)的分析和模擬。.最大限制地減少布線任務(wù)量，降低系統(tǒng)的資金投入。為了到達(dá)上述個(gè)目的，他們提出了多點(diǎn)智能測(cè)溫系統(tǒng)的方案，并為這個(gè)方案的實(shí)施找到了技術(shù)上的支持：選擇DALLAS公司消費(fèi)的DSB作為數(shù)字溫度傳感器，一條單總線上可掛接多個(gè)DSB，很方便地組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)，分辨率可達(dá).；且省去了傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換單元，簡(jiǎn)化測(cè)溫電路。設(shè)計(jì)了適用的雙層總線構(gòu)造，分別是室內(nèi)測(cè)溫層和溫度數(shù)據(jù)傳輸層。采用單總線作為室內(nèi)測(cè)溫層總線，簡(jiǎn)化布線任務(wù)；經(jīng)過RS總線實(shí)現(xiàn)溫度采集電路和PC機(jī)之間的串行通訊。實(shí)時(shí)溫度高精度丈量，本系統(tǒng)可以經(jīng)過多

18、個(gè)溫度傳感器(x的矩陣)實(shí)時(shí)檢測(cè)被測(cè)對(duì)象的溫度信息，丈量精度準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后位。在丈量現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過LCD顯示模塊SMCA進(jìn)展本地顯示。根據(jù)實(shí)踐需求，所檢測(cè)的溫度點(diǎn)數(shù)是可以擴(kuò)展的。. 多點(diǎn)溫度丈量系統(tǒng)整體構(gòu)造分析論文研制的基于智能傳感器的多點(diǎn)溫度丈量系統(tǒng)的整個(gè)丈量系統(tǒng)的構(gòu)造框圖如圖-。圖- 丈量系統(tǒng)的構(gòu)造框圖其主要功能是在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)被測(cè)溫度進(jìn)展采集、計(jì)算和處置，其中主要包括以下個(gè)部件的設(shè)計(jì)：a)穩(wěn)壓電源；b)液晶顯示模塊；c)溫度處置控制模塊；d)串行接口；e)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)。第章 多點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)第章 多點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì).詳細(xì)方案他們不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)字化正益處理了本系統(tǒng)要求的第、特

19、性，而現(xiàn)場(chǎng)總線所具有的多點(diǎn)通訊的功能又為第、項(xiàng)特性的實(shí)現(xiàn)掃清了道路。因此，能否選擇一種適宜于多點(diǎn)溫度丈量系統(tǒng)的總線構(gòu)培育成為本系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。目前國(guó)際上的現(xiàn)場(chǎng)總線種類繁多，沒有一致的規(guī)范。既然系統(tǒng)設(shè)計(jì)是為了完成預(yù)期的功能，那么他們完全可以自主構(gòu)建一個(gè)總線構(gòu)造。溫度傳感器的選擇是本系統(tǒng)的關(guān)鍵。由于智能溫度傳感器采用數(shù)字化技術(shù)，能以數(shù)據(jù)方式輸出被測(cè)溫度值，具有測(cè)溫誤差小、分辨力高、抗干擾才干強(qiáng)、用戶可設(shè)定溫度上下限、具有超限自動(dòng)報(bào)警功能，并且?guī)Т锌偩€接口，適配各種微控制器，因此他們采用智能溫度傳感器。他們采用DALLAS半導(dǎo)體公司消費(fèi)的新型數(shù)字溫度傳感器DSB。由于和其他數(shù)字溫度傳感器相比，它更

20、適宜本系統(tǒng)，比較結(jié)果見表-所示?？梢奃SB具有測(cè)溫準(zhǔn)確度高、總線掛接負(fù)載才干強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。它集溫度丈量、報(bào)警監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)通訊多種功能于一體，并且兼容于DALLAS公司提出的單總線，可以很方便的組成底層總線。由于這層總線的主要功能是完成變風(fēng)量空調(diào)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度的檢測(cè)，所以稱之為測(cè)溫層總線。表- 數(shù)字溫度傳感器的比較傳感器運(yùn)用總線測(cè)溫準(zhǔn)確度丈量范圍總線最多掛接傳感器數(shù)量LMIC-+LMSPI-+MAX-Wire.-+DS-Wire.-+DSB-Wire.-+，分辨力可編程測(cè)溫層總線由ATC單片機(jī)進(jìn)展控制，單片機(jī)完成對(duì)總線上一切DSB發(fā)布命令和接納數(shù)據(jù)。另外，它還是溫度傳輸層總線不可短少的一部分。單片機(jī)在獲

21、取溫度數(shù)據(jù)后需求進(jìn)一步和PC機(jī)通訊。本系統(tǒng)中只需一個(gè)單片機(jī)和PC進(jìn)展串行數(shù)據(jù)通訊，通訊間隔 在m以內(nèi)，因此選擇RS-規(guī)范作為串行數(shù)據(jù)通訊的物理層協(xié)議。這層總線構(gòu)造主要實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的傳輸，所以稱之為溫度傳輸層總線。系統(tǒng)的總體構(gòu)造框圖如圖-所示。ATC單片機(jī)P口的條口線作為條單總線，每條單總線上掛接DSB，因此完全可以滿足此系統(tǒng)溫度場(chǎng)丈量的需求。圖- 測(cè)溫系統(tǒng)總體構(gòu)造框圖.系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)：、檢測(cè)范圍：.、可擴(kuò)展到：-+、檢測(cè)誤差：.、采樣速率：分鐘、硬件平臺(tái):微型計(jì)算機(jī)采用普通的PC機(jī)、軟件平臺(tái)()Windows操作系統(tǒng)()運(yùn)用軟件溫度數(shù)據(jù)的采集與處置數(shù)據(jù)的串行通訊與存儲(chǔ)功能.本

22、論文中元器件的選擇.數(shù)字溫度傳感器概述在世紀(jì)年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是位A/D轉(zhuǎn)換器，其測(cè)溫精度較低，分辨率只能到達(dá)。目前國(guó)外己相繼推出多種高精度、高分辨率的數(shù)字溫度傳感器，所采用的是位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨率普通可達(dá).。由美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS型高分辨率數(shù)字溫度傳感器，能輸出位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨率高達(dá).，測(cè)溫精度為.。為了提高多通道數(shù)字溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用調(diào)整逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。以AD型通道數(shù)字溫度傳感器為例，它對(duì)本地傳感器、一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時(shí)間分別為us、us。新型數(shù)字溫度傳感器的測(cè)試功能也在不斷加強(qiáng)。例如，DS型單線數(shù)字溫度傳感器添加了

23、實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘(RTC),使其功能更加完善。DS還添加了存儲(chǔ)功能，利用芯片內(nèi)部Byte的EPROM存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)用戶的短信息。另外，數(shù)字溫度傳感器正從單通道向多通道的方向開展,這就為研討和開發(fā)多路溫度測(cè)控系統(tǒng)發(fā)明了良好條件。數(shù)字溫度傳感器都具有多種任務(wù)方式可供選擇，主要包括單次轉(zhuǎn)換方式、待機(jī)方式，有的還添加了低溫極限擴(kuò)展方式，操作非常簡(jiǎn)便。對(duì)某些數(shù)字溫度傳感器而言，主機(jī)(外部微處置器或單片機(jī))還可經(jīng)過相應(yīng)的存放器來(lái)設(shè)定其A/D轉(zhuǎn)換速率(典型產(chǎn)品為MAS)。數(shù)字溫度控制器適配各種微控制器，構(gòu)成智能化溫控系統(tǒng);他們還可以脫離微控制器單獨(dú)任務(wù)，自行構(gòu)成一個(gè)溫控儀。目前，數(shù)字溫度傳感器的總線技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了

24、規(guī)范化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線(l-wire)總線、IC總線、SM BUS總線和SPI總線。溫度傳感器作為從機(jī)可經(jīng)過公用總線接口與主機(jī)進(jìn)展通訊。數(shù)字溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適宜各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的根底上經(jīng)過軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)丈量功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)程度。本論文研制的溫度檢測(cè)系統(tǒng)要檢測(cè)的溫度范圍為.，可選用的常用溫度傳感器有集成溫度傳感器、熱電偶、熱電阻等。集成溫度傳感器(如AD、DSB等)運(yùn)用方便，信號(hào)易于調(diào)理，它們的測(cè)溫范圍普遍窄，普通在以下，根本可以滿足要求。熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一，其優(yōu)點(diǎn)是丈量精度高、丈量范

25、圍廣，常用的熱電偶從-+均可延續(xù)丈量。但需求采用電路或軟件設(shè)計(jì)等修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端t時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響，運(yùn)用不便。熱電阻也是最常用的一種溫度傳感器。它的主要特點(diǎn)是丈量精度高,性能穩(wěn)定,運(yùn)用方便，丈量范圍為-，完全滿足要求，思索到鉑電阻的丈量準(zhǔn)確度是最高的，但在價(jià)錢方面偏貴，所以本課題最終選擇DSB作為實(shí)踐運(yùn)用的溫度傳感器。DSB數(shù)字溫度傳感器是DALLAS公司消費(fèi)的-Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單、體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單、能耗低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。DSB本身包括寄生電源、溫度傳感器、bit激光ROM單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器(內(nèi)含便箋式RAM)、存儲(chǔ)與控

26、制邏輯、用于存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的溫度上下限值的TH和TL觸發(fā)器、構(gòu)造存放器bit循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)發(fā)生器等部分。它經(jīng)過編程可實(shí)現(xiàn)Bit至Bit的數(shù)字值讀數(shù)方式，在.ms和ms內(nèi)，能將溫度值轉(zhuǎn)化為Bit和Bit的數(shù)字量。而且DSB與單片機(jī)之間的通訊是利用-Wire方式，只需在編程方面多留意這個(gè)傳感器的時(shí)序問題，就能大大簡(jiǎn)化這個(gè)系統(tǒng)的硬件規(guī)模，使系統(tǒng)構(gòu)造更趨簡(jiǎn)單，同時(shí)，可靠性更高。并且能準(zhǔn)確地讀取溫度信號(hào),進(jìn)而后續(xù)處置。所以選擇DSB作為本論文的溫度傳感器很符合設(shè)計(jì)思緒。. DSB性能參數(shù)引見DSB溫度傳感器特點(diǎn)如下：()獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)展通訊。()在DSB中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)

27、二的位的序列號(hào)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中。()實(shí)踐運(yùn)用中不需求外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫，簡(jiǎn)單地多點(diǎn)分布式測(cè)溫運(yùn)用。()丈量溫度范圍在-到+之間。()可經(jīng)過數(shù)據(jù)線供電。供電范圍為.V.V。()數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從位到位選擇。()用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置，內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。T-封裝的DSB溫度傳感器的引腳陳列見圖-所示。圖- DSB引腳圖DSB溫度傳感器的引腳功能描畫如表-所示。表- DSB引腳功能描畫引腳封裝-封裝符號(hào)闡明GND接地。DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。對(duì)于單線操作：漏極開路。當(dāng)任務(wù)在寄生電源方式時(shí)用來(lái)提供電源建“寄生電源節(jié)VDD可選的VDD引腳。任務(wù)與寄生電源方式時(shí)VD

28、D必需接地。DSB內(nèi)部構(gòu)造如圖-所示，主要由部分組成：bitROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置存放器。圖- DSB內(nèi)部構(gòu)造圖 . DSB的測(cè)溫原理DSB的測(cè)溫原理如圖-所示，它運(yùn)用了一種將溫度直接轉(zhuǎn)換為頻率的時(shí)鐘計(jì)數(shù)法。圖-中低溫度系數(shù)振蕩器的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器；高溫度系數(shù)振蕩器隨溫度變化其振蕩頻率明顯改動(dòng)，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器和溫度存放器被預(yù)置在-所對(duì)應(yīng)的基數(shù)值。計(jì)數(shù)器對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)展減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的預(yù)置值減到時(shí)，溫度存放器中的值將加，計(jì)數(shù)器的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器重新開場(chǎng)

29、對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)展計(jì)數(shù)，如此循環(huán)，直到計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到時(shí)，停頓溫度存放器值的累加，此時(shí)溫度存放器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度，斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性,其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值。圖- DSB測(cè)溫原理框圖. DSB自動(dòng)搜索算法由于系統(tǒng)運(yùn)用了多片DSlB構(gòu)成溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)，因此，如何準(zhǔn)確、有效地對(duì)每一溫度傳感器進(jìn)展尋址成為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)中心問題。結(jié)合DSlB的實(shí)踐特點(diǎn)和系統(tǒng)的需求，提出如下處理方案：首先利用DSlB的內(nèi)部報(bào)警上限存放器(如表-所示，以下簡(jiǎn)稱“TH存放器)存放溫度傳感器的編號(hào)，并將其編號(hào)貼在溫度傳感器外表。由于TH存放器具有掉電不喪失數(shù)據(jù)功能，因此，

30、便把每片DSlB的獨(dú)一位注冊(cè)碼及其編號(hào)一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。這一過程需求對(duì)DSB進(jìn)展單獨(dú)編程。然后，將確定好編號(hào)的溫度傳感器接入單線網(wǎng)絡(luò)，利用DSB特有的單線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)搜索功能，即可搜索到每片DSlB的注冊(cè)碼，再利用該注冊(cè)碼和相應(yīng)的ROM操作指令，即可從每片DSlB的TH存放器中讀出相應(yīng)的設(shè)定編號(hào)，實(shí)現(xiàn)每片DSlB的尋址功能。下面重點(diǎn)引見一下該自動(dòng)搜索功能。每片DSlB有獨(dú)一的位注冊(cè)碼，存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，其構(gòu)造如下：表- TH存放器MSB位注冊(cè)碼LSB位CRC校驗(yàn)碼位序列號(hào)位家庭碼其中低位是產(chǎn)品的工廠代碼(DSlB為H)，接著是每個(gè)器件的獨(dú)一序號(hào)，共位，最高位是前位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。這就準(zhǔn)許

31、總線主機(jī)對(duì)總線上特定的DSB進(jìn)展尋址。只需與位注冊(cè)碼嚴(yán)厲相符的DSB，才干對(duì)后續(xù)的操作作出反響。一切與位注冊(cè)碼不符的DSlB將等待復(fù)位脈沖。搜索算法首先經(jīng)過復(fù)位和在線應(yīng)對(duì)脈沖時(shí)序?qū)尉€總線上的一切DSB復(fù)位。勝利地執(zhí)行該操作后發(fā)送字節(jié)的搜索命令，使一切銜接到單總線的DSlB預(yù)備就緒，開場(chǎng)進(jìn)展搜索操作。搜索命令發(fā)出之后，開場(chǎng)實(shí)踐的搜索過程。首先，總線上的一切DSlB同時(shí)發(fā)送注冊(cè)碼中的第位(最低有效位，參見上述DSlB內(nèi)部位注冊(cè)碼構(gòu)造)。按照單總線的特性，當(dāng)一切DSB同時(shí)應(yīng)對(duì)主機(jī)時(shí),結(jié)果相當(dāng)于全部被發(fā)送數(shù)據(jù)位的邏輯“與。DSB發(fā)送其注冊(cè)碼的第位后，主機(jī)啟動(dòng)下一位操作，接著DSB發(fā)送第位數(shù)據(jù)的補(bǔ)碼。

32、從兩次讀到的數(shù)據(jù)位可以對(duì)注冊(cè)碼的第位作出幾種判別，如表-所列。然后，主機(jī)向總線上的一切器件發(fā)回一個(gè)指定位。假設(shè)DSB中注冊(cè)碼的當(dāng)前位的值與該數(shù)據(jù)位匹配，那么繼續(xù)參與搜索過程；假設(shè)DSB的當(dāng)前位與之不匹配，那么該器件轉(zhuǎn)換到等待形狀并堅(jiān)持等待形狀,直到下一個(gè)復(fù)位信號(hào)到來(lái)。其他位注冊(cè)碼的搜索依然按照這種讀位寫l位的方式進(jìn)展反復(fù)操作。按照這種搜索算法進(jìn)展下去,最終除了獨(dú)一一個(gè)DSB外，一切DSB將進(jìn)入等待形狀，經(jīng)過最后一輪檢測(cè)就可得到最后保管未進(jìn)入等待形狀的DSB的注冊(cè)碼。在后續(xù)搜索過程中選用不同的途徑或分支來(lái)查找其他器件的注冊(cè)碼，即可完成一切器件注冊(cè)碼的識(shí)別。表- 兩次數(shù)據(jù)位與結(jié)論對(duì)照表位實(shí)踐值位補(bǔ)

33、碼結(jié)論當(dāng)前位既有，又有，存在差別當(dāng)前位均為當(dāng)前位均為總線上沒有器件呼應(yīng)DSB內(nèi)部存儲(chǔ)器如圖-所示。它由便箋式RAM和非易失性可電擦寫ERAM組成。DSB的高速暫存存放器的存儲(chǔ)分配圖：圖- DSB高速暫存存放器的存儲(chǔ)分配圖高速便箋式存儲(chǔ)器中的第個(gè)字節(jié)為配置存放器，它的內(nèi)容用于確定溫度轉(zhuǎn)換的分辨率。該字節(jié)各位的定義如下：TMRRMSB LSB第位在寫操作時(shí)不予思索，讀出時(shí)總是“；第位是測(cè)試方式位，用于設(shè)置DSB在任務(wù)方式還是在測(cè)試方式，在DSB出廠時(shí)該位被設(shè)置為，即任務(wù)方式，用戶不要去改動(dòng)，R、R是可編程溫度分辨率位。經(jīng)過對(duì)這兩位進(jìn)展不同的編程，可設(shè)定不同的溫度分辨率和最大轉(zhuǎn)換時(shí)間，詳見表-。由表

34、-可見，設(shè)定的分辨率越高，所需求的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)。因此，在實(shí)踐運(yùn)用中要在分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間之間權(quán)衡思索。DSB出廠在R和R均被配置為“，即任務(wù)在位方式下。表- 設(shè)定分辨率和最大轉(zhuǎn)換時(shí)間RRDSB的任務(wù)方式溫度分辨率/最大轉(zhuǎn)換時(shí)間ms.當(dāng)DSB接納到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開場(chǎng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼方式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第、字節(jié)。在執(zhí)行讀便箋RAM命令后，可將這兩個(gè)字節(jié)的溫度值傳送給總線命令者。DSB任務(wù)在位方式下，溫度字節(jié)的位定義如下：SSSSSMSB 高字節(jié) LSB -MSB 低字節(jié) LSB其中S為符號(hào)位，S為時(shí)代表溫度值為正，S為時(shí)代表溫度值為負(fù)。當(dāng)DS

35、B任務(wù)方式依次選擇位、位和位時(shí)，末尾為零的低位數(shù)就分別對(duì)應(yīng)于一位、兩位和三位，舉例闡明，當(dāng)任務(wù)方式選擇位時(shí)，最低兩位(即一位和一位)均為?？傆行蛔兂晌弧Ｆ渲校瑪?shù)字位占位，符號(hào)位占位。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算=當(dāng)符號(hào)位S=時(shí)，直接將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，乘以相應(yīng)的溫度分辨率即可，當(dāng)S=時(shí)，先把位二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)碼后轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制數(shù)，然后乘以相應(yīng)的溫度分辨率并在前面加上負(fù)號(hào)即可。DSB任務(wù)在位分辨力時(shí)初始值默以為+，部分溫度與數(shù)字輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表-。表- DSB溫度與數(shù)字輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系溫度數(shù)字輸出二進(jìn)制數(shù)字輸出十六進(jìn)制+ D+ +. +. A+. -. FFF-. FFE-. FEF- FC非易失性溫度報(bào)警觸

36、發(fā)器TH和TL，可經(jīng)過軟件寫入用戶設(shè)定的報(bào)警上、下限。在完成溫度轉(zhuǎn)換后，DSB就把測(cè)得的溫度值T同TH、TL作比較。假設(shè)TTH或T -式中，為產(chǎn)品允許的最大輸入電壓；為輸入電壓；為輸出電壓；V為最小輸入輸出電壓差，電路中的外接二極管VD起輸出短路維護(hù)作用。本系統(tǒng)所制造的穩(wěn)壓電源實(shí)物圖如圖-所示。圖- 穩(wěn)壓電源實(shí)物圖. 溫度數(shù)據(jù)處置算法分析及程序設(shè)計(jì). 溫度數(shù)據(jù)處置算法DSB溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的ERAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和構(gòu)造存放器。暫存存儲(chǔ)器包含了個(gè)延續(xù)字節(jié),前兩個(gè)字節(jié)是測(cè)得的溫度信息,第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位,第二

37、個(gè)字節(jié)是溫度的高八位。第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是TH、TL的易失性拷貝，第五個(gè)字節(jié)是構(gòu)造存放器的易失性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第六、七、八個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)。暫存存儲(chǔ)器的前兩個(gè)字節(jié)代表的數(shù)據(jù)格式是：溫度低位字節(jié)(A) 溫度高位字節(jié)(B)溫度算法:.SSSSS=b，D=-；SSSSS=b，D=。最小分辨率為.。(其中S代表暫存器位數(shù)，D為符號(hào)位).當(dāng)D=時(shí)，溫度值取TH值。.當(dāng)D=-時(shí)，溫度值取TL值。構(gòu)造存放器的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。該字節(jié)各位的意義如下:MSB LSBTM R RO 表- 分辨率設(shè)置表RR分辨率溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間Bit.ms

38、Bit.msBitmsBitms低五位不斷都是，TM是測(cè)試方式位,用于設(shè)置DSB在任務(wù)方式還是在測(cè)試方式。在DSSB出廠時(shí)該位被設(shè)置為，用戶不要去改動(dòng)。R和R用來(lái)設(shè)置分辨率，如上表-所示：(DSB出廠時(shí)被設(shè)置為位)。論文采用Bit分辨率，R、R選定值為，設(shè)定的DSB分辨率為位方式，即精度為.。由于位轉(zhuǎn)化時(shí)每位精度為.,微處置器從DSB獲得的溫度數(shù)據(jù)分個(gè)Byte存放在暫存器H、H內(nèi)。其中H中為TH內(nèi)的數(shù)據(jù)，H中為TL內(nèi)的數(shù)據(jù)。為了把采樣得到的進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可讀的溫度值,論文采用以下算法：因H中高位為符號(hào)位，低位為溫度數(shù)據(jù)整數(shù)高位，H中高位為溫度數(shù)據(jù)整數(shù)低位，H中低位為溫度數(shù)據(jù)的位小數(shù)。因此可

39、將H中低位移入高位,忽略高位符號(hào)位,同時(shí)把H中高四位移入H中低位，從而在H中構(gòu)成一個(gè)完好的溫度整數(shù)數(shù)據(jù),H中的低位小數(shù)單獨(dú)進(jìn)展處置。按照Bit溫度算法：實(shí)踐溫度-溫度整數(shù)部分+溫度小數(shù)部分*. 可以得到準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后位的溫度值。流程框圖如圖-所示。圖- bit溫度算法表示圖. 溫度數(shù)據(jù)處置子程序溫度處置控制模塊的任務(wù)過程為：上電完成初始化后，ATS讀取存儲(chǔ)在外存C中的上次已設(shè)置好的溫度上下限值和保管的采樣間隔值，然后進(jìn)入主循環(huán)。根據(jù)采樣間隔時(shí)間，MCU讀取數(shù)字溫度傳感器DSB內(nèi)溫度數(shù)據(jù),計(jì)算后點(diǎn)亮LCD以便顯示當(dāng)前所測(cè)溫度值，并根據(jù)已設(shè)置好的溫度上下限值來(lái)確定能否驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警且控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)

40、展溫度調(diào)理。溫度處置流程圖如圖-：圖-溫度計(jì)算處置流程圖溫度處置相關(guān)子程序：;溫度計(jì)算GETTEMP：CLR EALCALL INITB ；先復(fù)位DSBJB DSSB，TSSSETB EARETTSS： MOV A，#CCH ；跳出ROM匹配LCALL WRITEBMOV A，#H ；發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令LCALL WRITEBLCALL YSM ；延時(shí).S，延時(shí)MSLCALL INITBMOV A，#CCH ；跳過ROM匹配LCALL WRITEBMOV A，#BEH ；發(fā)出讀溫度命令LCALL WRITEBMOV R，# ；從DSB中讀數(shù)據(jù)MOV R，#TEMPLLCALL READB ；讀溫

41、度SETB EADOTEMP：MOV TEMPXSD，#EHTESTS：MOV A，TEMPHANL A，#BCJNE A，#FH，TESTS ；溫度計(jì)算MOV TEMPFH，#FFHSETB TEMPSBITLJMP DOTEMPITESTSO：CJNE A，#H，TEMPERRMOV TEMPFH，#HTEMPRETSETB EARET. DM-液晶接口電路論文的DM-液晶模塊與MCU接口采用模擬口線方式，不需求加裝CCFL背光逆變器和DC-DC顯示驅(qū)動(dòng)電源，接口電路如圖-所示。圖- DM-與MCU接口電路圖.串口通訊電路設(shè)計(jì)本節(jié)他們將討論采用最廉價(jià)的通訊方式RS來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送信

42、息以及PC機(jī)接納溫度信息并加以處置。. MCU與MAX通訊電路設(shè)計(jì)串行通訊信號(hào)引腳分為兩類：一類為根本的數(shù)據(jù)傳送信號(hào)引腳，另一類是用于MODEM控制的信號(hào)引腳。根本的數(shù)據(jù)傳送信號(hào)引腳有TXD、RXD和GND共個(gè),詳細(xì)如下：TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào)引腳。數(shù)據(jù)由該腳發(fā)出，送上通訊線，在不傳送數(shù)據(jù)時(shí)，異步串行通訊接口維持該腳為邏輯。RXD為數(shù)據(jù)接納信號(hào)引腳。通訊線的數(shù)據(jù)從該腳進(jìn)入。在無(wú)接納信號(hào)時(shí)，異步串行通訊接口維持該腳為邏輯。GND為地信號(hào)引腳。GND是其他引腳信號(hào)的參考電位信號(hào)。在銜接中，最簡(jiǎn)單的方式就是只運(yùn)用上述個(gè)引腳。其中，收發(fā)端的TXD與RXD交錯(cuò)銜接，GND與GND相連。圖- ATS與MAX

43、接線圖論文中，ATS單片機(jī)與MAX芯片的接線原理圖如圖-所示。其中，ATS的晶振為.MHZ。另外，還需求一根串口銜接線，值得留意的是，串口銜接線可分為互聯(lián)線和延伸線兩種。其中，互聯(lián)線的一端的、腳分別與另一端的、腳相連，而延伸線那么為對(duì)應(yīng)相連。根據(jù)本論文中接插針的引腳設(shè)計(jì)，單片機(jī)與Pc的銜接線應(yīng)為延伸線。. 串口通訊方式.串口異步通訊方式簡(jiǎn)介在串行口異步通訊中，數(shù)據(jù)是一幀一幀(包含一個(gè)字符代碼或一字節(jié)數(shù)據(jù))傳送的，每一串行的數(shù)據(jù)格式如圖-所示。圖-(a)表示一個(gè)字符緊接一個(gè)字符傳送的情況，上一個(gè)字符的停頓位和下一個(gè)字符的起始位是緊相鄰的；圖-(b)那么是兩個(gè)字符間有空閑位的情況，空閑位為“，線路

44、處于等待形狀。存在空閑位正是異步通訊的特征之一。圖- 異步通訊幀數(shù)據(jù)格式在幀格式中，一個(gè)字符起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停頓位組成。首先是一個(gè)起始位“,然后是位數(shù)據(jù)(規(guī)定低位在前，高位在后)，接下來(lái)是奇偶校驗(yàn)位(可省略)，最后是停頓位“。起始位“信號(hào)只占用一位，用來(lái)通知接納設(shè)備一個(gè)待接納的字符開場(chǎng)到來(lái)。線路上在不傳送字符時(shí)應(yīng)堅(jiān)持為“。接納端不斷檢測(cè)統(tǒng)線路的形狀,假設(shè)銜接為“以后又測(cè)到一個(gè)“，就知道發(fā)來(lái)一個(gè)新字符，應(yīng)馬上預(yù)備接納。字符的起始位還被用作同步接納端的時(shí)鐘，以保證以后的接納能正確進(jìn)展。.ATS串口存放器設(shè)置ATS單片機(jī)中與串行口相關(guān)的存放器主要有串行口控制存放器(SCON)、電源控制存

45、放器(PCON)，假設(shè)ATS中串行口的波特率設(shè)定為由定時(shí)器T產(chǎn)生，此時(shí)定時(shí)器任務(wù)方式存放器(TMOD)，定時(shí)器/計(jì)算器控制存放器(TCON)也與串口通訊有關(guān)。(l)串行口控制存放器(SCON)串行口控制存放器(SCON)，字節(jié)地址H，可進(jìn)展位尋址，位地址為FH。SCON的格式如表-所示。表- SCON格式DDDDDDDDSMSMSMRENTBRBTR串行口控制存放器(SCON)每一位的功能如下：SM、SM：串行口種任務(wù)方式的選擇位，詳細(xì)定義如表-。表- SCON任務(wù)方式選擇SMSM任務(wù)方式SM：多級(jí)通訊控制位，這個(gè)存放器只在多機(jī)通訊時(shí)運(yùn)用。REN：允許串行接納位，由軟件置或清。REN=，允許串

46、行接納；REN=，制止串行接納。TB：發(fā)送的第位數(shù)據(jù)，用于方式、，普通作為奇偶校驗(yàn)位運(yùn)用。RB：接納的第位數(shù)據(jù)，與TB作用一樣。Tl：發(fā)送中斷標(biāo)志位，一幀數(shù)據(jù)發(fā)送終了時(shí)由硬件置，T的形狀可以供軟件查詢，也能懇求中斷。留意，TI必需由軟件清。R：接納中斷標(biāo)志位,一幀數(shù)據(jù)接納終了時(shí)由硬件置，創(chuàng)的形狀可以供軟件查詢，也能懇求中斷。留意，與T一樣，R必需由軟件清。()電源控制存放器(PCON)電源控制存放器PCON字節(jié)地址為H，沒有位尋址功能，PCON中與串行口有關(guān)的只需第位SMOD(PCON.)，SMOD為波特率選擇位。. 串口通訊波特率計(jì)算波特率是指單位時(shí)間(S)所傳輸?shù)姆?hào)數(shù)，在二進(jìn)制中波特率等

47、于比特率。在串行通訊中，收發(fā)雙方對(duì)發(fā)送或接納的數(shù)據(jù)速率要有一定的商定，他們經(jīng)過軟件對(duì)MCS-串行口編程可商定四種任務(wù)方式。其中，方式和方式的波特率是固定的,而方式和方式的波特率是可變的，由定時(shí)器Tl的溢出率決議。串行口的四種任務(wù)方式對(duì)應(yīng)著三種波特率。由于輸入的移位時(shí)鐘的來(lái)源不同，所以，各種方式的波特率計(jì)算公式也不同。此單片機(jī)的全雙工串行口可編程為種任務(wù)方式，現(xiàn)分述如下:一、方式O的波特率方式為移位存放器輸入/輸出方式。可外接移位存放器以擴(kuò)展I/O口，也可以外接同步輸入/輸出設(shè)備。位串行數(shù)據(jù)都是從RXD輸入或輸出，TXD用來(lái)輸出同步脈沖。輸出串行數(shù)據(jù)從RXD引腳輸出，TXD引腳輸出移位脈沖。CP

48、U將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送存放器時(shí)，立刻啟動(dòng)發(fā)送，將位數(shù)據(jù)以fos/的固定波特率從RXD輸出，低位在前，高位在后。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后,發(fā)送中斷標(biāo)志TI由硬件置位。輸入當(dāng)串行口以方式接納時(shí)，先置位允許接納控制位REN。此時(shí)，RXD為串行數(shù)據(jù)輸入端，TXD仍為同步脈沖移位輸出端。當(dāng)(R)=O和(REN)=同時(shí)滿足時(shí)，開場(chǎng)接納。當(dāng)接納到第位數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)移入接納存放器，并由硬件置位R。方式時(shí)，移位時(shí)鐘脈沖由(即第個(gè)形狀周期，第個(gè)節(jié)拍)給出，即每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)移位時(shí)鐘,發(fā)送或接納一位數(shù)據(jù)。所以，波特率為振蕩頻率的十二分之一，并不受PCON存放器中SMOD的影響，即： -二、方式的波特率方式為波特率可變的位異步

49、通訊接口方式。發(fā)送或接納一幀信息，包括個(gè)起始位，個(gè)數(shù)據(jù)位和個(gè)停頓位。輸出當(dāng)CPU執(zhí)行一條指令將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖SBUF時(shí)，就啟動(dòng)發(fā)送。串行數(shù)據(jù)從TXD引腳輸出，發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，就由硬件置位TI。輸入在(REN)=時(shí)，串行口采樣RXD引腳，當(dāng)采樣到至的跳變時(shí)，確認(rèn)是開場(chǎng)位，就開場(chǎng)接納一幀數(shù)據(jù)。只需當(dāng)(R)=且停頓位為或者(SM)=時(shí),停頓位才進(jìn)入RB，位數(shù)據(jù)才干進(jìn)入接納存放器，并由硬件置位中斷標(biāo)志RI;否那么信息喪失。所以在方式接納時(shí)，應(yīng)先用軟件清零R和SM標(biāo)志。 -三、方式的波特率方式為固定波特率的位UART方式。它比如式添加了一位可程控為或的第位數(shù)據(jù)。輸出：發(fā)送的串行數(shù)據(jù)由TXD端輸出一幀

50、信息為位,附加的第位SCON存放器的TBS位,用軟件置位或復(fù)位。它可作為多機(jī)通訊中地址/數(shù)據(jù)信息的標(biāo)志位，也可以作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位。當(dāng)CPU執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫入SBUF的指令時(shí)，就啟動(dòng)發(fā)送器發(fā)送。發(fā)送一幀信息后，置位中斷標(biāo)志TI。輸入：在(REN)=時(shí),串行口采樣RXD引腳，當(dāng)采樣到至的跳變時(shí)，確認(rèn)是開場(chǎng)位，就開場(chǎng)接納一幀數(shù)據(jù)。在接納到附加的第位數(shù)據(jù)后，當(dāng)(R)=或者(SM)=時(shí)，第位數(shù)據(jù)才進(jìn)入RB，位數(shù)據(jù)才干進(jìn)入接納存放器,，并由硬件置位中斷標(biāo)志R；否那么信息喪失。且不置位R。再過一位時(shí)間后，不論上述條件能否滿足，接納電路即行復(fù)位，并重新檢測(cè)RXD上從到的跳變。串行口方式波特率的產(chǎn)生方式和方式

51、不同，即輸入時(shí)鐘源的頻率不同?？刂平蛹{和發(fā)送的移位時(shí)鐘由振蕩頻率fosc的第二節(jié)拍P(即fosc/)給出，所以，方式波特率取決于PCON中SMOD位的值，當(dāng)SMOD=時(shí),波特率為fosc的/；假設(shè)SMOD=，那么波特率為fosc的/，即: -四、方式的波特率方式為波特率可變的位UART方式。除波特率外，其他與方式一樣，方式的移位時(shí)鐘脈沖由定時(shí)器Tl的溢出率決議，故波特宰由定時(shí)器Tl的溢出率與SMOD值同時(shí)決議，即： -其中，溢出率取決于計(jì)數(shù)速率和定時(shí)器的預(yù)置值。計(jì)數(shù)速率與TMOD存放器中C/T的形狀有關(guān)。當(dāng)C/T=時(shí)，計(jì)數(shù)速率=fosc/；當(dāng)C/T=時(shí)，計(jì)數(shù)速率取決于外部輸入時(shí)鐘頻率。論文中波

52、特率的相關(guān)計(jì)算：論文選用的時(shí)鐘頻率.MHz，由于在此時(shí)鐘頻率下，可使定時(shí)值初值為整數(shù),從而產(chǎn)生準(zhǔn)確的波特率。假設(shè)串行通訊選用很低的波特率，可將定時(shí)器Tl置于任務(wù)方式或任務(wù)方式，但在這種情況下，T溢出時(shí)，需用中斷效力程序重裝初值。中斷呼應(yīng)時(shí)間和執(zhí)行指令時(shí)間會(huì)使波特率產(chǎn)生一定的誤差，可用改動(dòng)初值的方法加以調(diào)整。選用定時(shí)器任務(wù)方式作為波特率發(fā)生器，波特率采用bps，SMOD=，當(dāng)定時(shí)器Tl作波特率發(fā)生器運(yùn)用時(shí)，通常選用可自動(dòng)裝入初值方式(任務(wù)方式)，在任務(wù)方式中，TL作為計(jì)數(shù)用,而自動(dòng)裝入的初值放在TH中，設(shè)計(jì)數(shù)初值為x，那么每過“-x個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器T就會(huì)產(chǎn)生一次溢出。為了防止因溢出而引起中斷，

53、此時(shí)應(yīng)制止T中斷。這時(shí)，溢出周期為： -溢出率為溢出周期的倒數(shù)，所以，有： -此時(shí)，定時(shí)器T在任務(wù)方式時(shí)的初始值為： -根據(jù)以上公式計(jì)算，可得定時(shí)器初值： - -由計(jì)算可知，定時(shí)器TH、TH初始值為FCH。. 串口通訊硬件銜接電路PC機(jī)與單片機(jī)之間的通訊經(jīng)過串口實(shí)現(xiàn)。前面曾經(jīng)提到RS電平與TTL電平不兼容，本系統(tǒng)經(jīng)過MAXE芯片實(shí)現(xiàn)TTL電平與RS電平的轉(zhuǎn)換，見圖-。圖- PC與單片機(jī)硬件銜接圖MAXE芯片是包含兩路接納器和驅(qū)動(dòng)器的RS-電平轉(zhuǎn)換芯片，適用于各種通訊接口。芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器，可以把輸入的+V電源電壓變換成為RS-C輸出電平所需的士V電壓。所以采用此芯片接口的串行通訊系

54、統(tǒng)只需單一的+V電源就可以了。為使數(shù)據(jù)在PC和單片機(jī)之間無(wú)過失的傳送，本文采用通訊協(xié)議來(lái)規(guī)約數(shù)據(jù)的傳輸。PC機(jī)與單片機(jī)雙方的通訊協(xié)議商定如下：波特率：bps數(shù)據(jù)格式：位數(shù)據(jù)位，位停頓位，無(wú)奇偶校驗(yàn)傳送方式：PC機(jī)和單片機(jī)都采用查詢方式收發(fā)數(shù)據(jù)，傳送的數(shù)據(jù)格式為二進(jìn)制格式。DSB轉(zhuǎn)換出的溫度信息包含兩個(gè)字節(jié)，經(jīng)過處置后，一個(gè)字節(jié)為溫度的整數(shù)部分，另一個(gè)字節(jié)為溫度的小數(shù)部分。每個(gè)DSB共傳送三個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)為傳感器所在的行列號(hào)，第二個(gè)字節(jié)是溫度整數(shù)部分，第三個(gè)字節(jié)是溫度小數(shù)部分。單片機(jī)收到PC機(jī)發(fā)送的握手信號(hào)“后,就依次命令條總線上的DSB進(jìn)展溫度轉(zhuǎn)換；PC機(jī)一次接納一條單總線上個(gè)DSB的個(gè)字

55、節(jié)信息，個(gè)字節(jié)處置一次，顯示出傳感器丈量的日期、時(shí)間、行列號(hào)和溫度值。.外圍電路設(shè)計(jì) . 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)片內(nèi)電路與片外器件就構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生電路，CPU的一切操作均在時(shí)鐘脈沖同步下進(jìn)展。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，普通多在.MHzMHz之間選取。C、C是反響電容，其值在pFOpF之間選取，典型值為pF。本電路選用的電容為pF，晶振頻率為MHz。這樣就確定了單片機(jī)的個(gè)周期分別是：振蕩周期=/us機(jī)器周期(SM)=us指令周期=lus圖- 時(shí)鐘產(chǎn)生電路XTAL和XTAL：片內(nèi)振蕩電路輸入線，這兩個(gè)端子用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容。在石英晶體的兩個(gè)管腳加交變電場(chǎng)時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生一定頻率的機(jī)械變形

56、，而這種機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，上述物理景象稱為壓電效應(yīng)。普通情況下,無(wú)論是機(jī)械振動(dòng)的振幅,還是交變電場(chǎng)的振幅都非常小。但是，當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率為某一特定值時(shí)，振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。這一特定頻率就是石英晶體的固有頻率，也稱諧振頻率。即用來(lái)銜接片內(nèi)OSC的定時(shí)反響回路，如上圖-所示。石英晶振起振后要能在XTAL線上輸出一個(gè)V左右的脈沖波，以便使MCS-片內(nèi)的fosc電路按石英晶振一樣頻率自激振蕩。通常，OSC的輸出時(shí)鐘頻率FOSC為.MHzMHz，典型值為MHz或者.MHz。電容C和C可以協(xié)助 起振，典型值為pF，調(diào)理它們可以到達(dá)微調(diào)fosc的目的。. 復(fù)位電路設(shè)計(jì)圖-為單片機(jī)

57、復(fù)位電路。單片機(jī)在開機(jī)時(shí)都需求復(fù)位，以便中央處置器CPU以及其他功能部件都處于一個(gè)確定的初始形狀,并從這個(gè)形狀開場(chǎng)任務(wù)。單片機(jī)的復(fù)位后是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的,在時(shí)鐘電路任務(wù)后，只需在單片機(jī)的RST引腳上出現(xiàn)個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖(個(gè)機(jī)器周期)以上的高電平，單片機(jī)便可實(shí)現(xiàn)初始化形狀復(fù)位。MCS-單片機(jī)的RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。例如:假設(shè)MCS-單片機(jī)時(shí)鐘頻率為MHz，那么復(fù)位脈沖寬度至少應(yīng)該為ps。圖- 開機(jī)復(fù)位電路.聲光報(bào)警電路溫度檢測(cè)系統(tǒng)下位機(jī)具有聲光報(bào)警功能，當(dāng)檢測(cè)溫度超越上下限時(shí)，進(jìn)展聲光提示。本系統(tǒng)在下位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)檢測(cè)溫度值延續(xù)超出閡值范圍，便啟動(dòng)本身報(bào)警電路，同時(shí)向主控機(jī)

58、發(fā)送報(bào)警信號(hào)。報(bào)警電路原理如圖-所示：圖- 聲光報(bào)警電路. 程序流程圖由MCU控制器(AT)、LCD液晶顯示器、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器C、穩(wěn)壓電源、時(shí)鐘振蕩電路、串口通訊電路，鍵盤模塊等根本模塊組成。任務(wù)過程為:上電后,MCU完成對(duì)DSB和LCD的初始化后進(jìn)入主循環(huán)。根據(jù)采樣間隔時(shí)間，MCU讀取數(shù)字溫度傳感器DSSB內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，采樣分析并計(jì)算，將溫度數(shù)據(jù)由串口向遠(yuǎn)程終端發(fā)送，同時(shí)點(diǎn)亮LCD顯示當(dāng)前所測(cè)溫度值。經(jīng)過擴(kuò)展可研發(fā)傳感器網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)在C中已設(shè)置好的溫度上下限值來(lái)確定能否驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警且控制外設(shè)進(jìn)展溫度調(diào)理，利用鍵盤中斷在線隨時(shí)設(shè)置溫度上下限值、采樣間隔時(shí)間值并可將這些數(shù)據(jù)保管至外存中。程序流程

59、圖及電路圖如圖-所示。圖- 程序流程圖電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第章 結(jié)論第章 結(jié)論本論文在分析討論現(xiàn)階段各種溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特征及優(yōu)缺陷的根底上,開發(fā)出一套基于多點(diǎn)溫度丈量系統(tǒng)，經(jīng)過硬件實(shí)物進(jìn)展調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)后,得到以下結(jié)論：()論文分析總結(jié)了傳感器溫度丈量中所涉及的時(shí)序訪問方式，對(duì)溫度處置算法進(jìn)展了詳細(xì)的分析與實(shí)現(xiàn)，這對(duì)今后溫度丈量技術(shù)的開發(fā)和后續(xù)相關(guān)的溫度處置技術(shù)運(yùn)用提供了一定的實(shí)際根據(jù)。()論文設(shè)計(jì)并完成了二大主體構(gòu)造、五大系統(tǒng)模塊為根底的丈量系統(tǒng)。完成了硬件和程序設(shè)計(jì)，制造了系統(tǒng)實(shí)物，該系統(tǒng)根本完成了論文中規(guī)劃的開發(fā)目的，具備較好的適用價(jià)值。()在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，該溫度丈量系統(tǒng)根天性完成

60、對(duì)溫度的采集、處置，可以堅(jiān)持正常通訊，系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的丈量結(jié)果也符合預(yù)期設(shè)計(jì)要求。()當(dāng)測(cè)試中偶爾發(fā)生不同缺點(diǎn)的情況下，系統(tǒng)軟件溫度顯示不穩(wěn)定，通訊不正常。經(jīng)過分析測(cè)試，對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊單元進(jìn)展重新調(diào)試后，系統(tǒng)穩(wěn)定性得到改善。對(duì)論文任務(wù)的展望:()現(xiàn)有系統(tǒng)中多點(diǎn)溫度丈量和遠(yuǎn)程終端數(shù)據(jù)傳輸未完全配套，還需在后續(xù)研發(fā)中加以實(shí)現(xiàn)。()現(xiàn)有系統(tǒng)中沒有將網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和遠(yuǎn)程終端程序只能相互匹配運(yùn)用，不能和其它類似系統(tǒng)進(jìn)展交互，可移植性較差，今后可以對(duì)系統(tǒng)通訊接口模塊及遠(yuǎn)程終端VB程序進(jìn)展繼續(xù)開發(fā)，以兼容不同的監(jiān)控系統(tǒng)到達(dá)更多的功能。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)胡翔駿.電路分析J.高等教育.()閻石.數(shù)字電子技術(shù)根底J.高