多點溫度采集控制系統(tǒng)

--PAGE28-畢業(yè)設(shè)計專班級應101班指導老師姓 學 號2013目 質(zhì) 質(zhì) 師

稱 門 授 、說明和意義：片機領(lǐng)域非常廣泛，在、數(shù)據(jù)和智能儀器儀表等領(lǐng)域都得到了大量測量和A/D體數(shù)字51列片機構(gòu)成測量。硬件路構(gòu)簡，傳輸距，測量測域、和。本和能片機體，硬件，件體。、求量、：能片機路件硬件PCB基本能力。此參加還做到：每周主動和，定期匯報展、聽取意見，并求面報告材料。撰寫1萬字。答辯前周將終稿和果交審定。每成()；()寫規(guī)范、字順、圖表清晰、測試數(shù)據(jù)完、明確；()(150—200字)；()正前附《()獻；()求字打印，統(tǒng)一格式，統(tǒng)一封面，裝訂成冊（詳見畢撰寫求。三、進度表日 期 內(nèi) 容通過調(diào)研，借助網(wǎng)絡(luò)、書店、圖書館查閱相關(guān)資料，制定劃，第15周16-171819201、2

求通過小組答辯方可進行下一階段。學習并掌握Protel印刷電路板軟件。包括原理圖的繪制，PCB板的制作等。及時向指導老師學習的。需求統(tǒng)的電路原理圖求以書面形式交指導老師。通過老師查后方可進行下一階段。件電路的寫相的功能以電及時交指導老師，并通過老師查后方可進行下一階段。繪制PCB統(tǒng)件電路的調(diào)。進行總結(jié)，認閱讀（）的書寫要以書面電形式，交指導教師批閱。進一步完善，交終稿，答辯。完成日期 第20周答辯日期四、主參考獻、資料、備和實習地點及翻譯工作量：（一）參考獻作學，2003.1[2]LM75ADATASHEETPHILIP[3]高鋒著《單片微機用統(tǒng)及實用技術(shù).機械工版社[4]夏路易，石宗義著.《電路原理圖電路板教》.北京希望 電版社，2002.6統(tǒng)學,1990.1成電路查電學二）備和地點PentiumPentium2505—8個。指導教師簽字教研主任簽字主管領(lǐng)導簽字年 月日年月年月日 日注：本任務書求一式兩份一份部留存一份報教務處踐教科。摘要在日常生活和工業(yè)控制過程中經(jīng)常需要進行多路溫度測量并對溫度的結(jié)果進行分析，以做出相應的處理。數(shù)字式多路溫度采集系統(tǒng)則是我們常見的。數(shù)字及鍵盤輸入控制電路組成。它利用單片機做控制數(shù)處理器溫度器DS18B20做溫度檢測器、LED數(shù)碼顯示管做溫度顯示輸出設(shè)備。硬路，，測溫，測量度，數(shù)，。關(guān)鍵詞：溫度；傳感器；單片機；控制AbstractInthedailylifeandintheindustrycontrolledprocess,frequentlyneedstocarryonthemulti-spotstemperatureandcarriesonthetothetemperatureresult,makescorrespondingprocessing.digitalmultiplextemperatureacquisitionisourcommon.thedigitalmulti-channeltemperaturegatheringbythemastercontrolregulator,thetemperaturegatheringelectriccircuit,thetemperaturedisplaycircuit,reportstothepolicethecontrolcircuitandtheentrycontrolcircuitiscomposed.Itmakesthecontrolandthedataprocessor,intelligenttemperaturesensorDS18B20usingmonolithicintegratedcircuitAT89C51makesthetemperaturedetector,theLEDcodedisplaytubemakesthetemperaturedemonstrationoutputunit.Thehardwareelectriccircuitquiteissimple,thecostislow,thetemperaturemeasurementscopeisbig,andthemeasuringaccuracyishigh,readingdemonstrationisdirect-viewing,easytooperate.Keywords:temperature;sensor;monolithicintegratedcircuit;control9101010131414141516161717171718181919202020202124252525262727291 292 31溫12312200；；碼管顯示。二數(shù)字式多路溫度采集系統(tǒng)硬件電路設(shè)計5電路及鍵盤輸入總1所示。多點溫度采集報警路(蜂鳴)

主控制器（AT89C51）

溫度顯示器（LED）（鍵）2.1數(shù)字式多點溫度采集結(jié)構(gòu)框圖（DS18B20）轉(zhuǎn)換環(huán)境對應溫度值口輸出到數(shù)碼顯示管溫度采集電路設(shè)計A/DDS18B20作為DS18B20DS18B20介DS18B20DS18B20DALLAS92s9120.0625℃/LSB5+125℃。從DS18B20或?qū)懭胄畔H需口線變功率來源于總線總線本身也向所掛DS18B20供無需額外源因而選用DS18B20恰當DS18B20外構(gòu)DS18B203PR-35外23所。圖2.2DS18B20外形結(jié)構(gòu) 2.3DS18B20構(gòu)064ROMTH64ROM4所64列號廠前好看作該 0地址列碼開始 828產(chǎn)品類標號，著48該 DS18B20自身列號最后 8前面 56循環(huán)冗余校驗碼。64ROMDS18B20E2PRAMRAM。E2PRAMTHTL寄報警THTL，通過軟件寫入用戶報警上下限。RAM95234THTL復時被刷新。5678198CRC碼，用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)正確5字節(jié)配置寄各定義如6所示；51，TM是測試模式DS18B20在工作模式還是在測試模式；R1R0轉(zhuǎn)1。2.5RAM配置寄1分辨率定義規(guī)定R1 R0 分辨率位 溫度最大轉(zhuǎn)換時/ns00993.750110187.51011375111275095℃；05℃/LS；5℃；25℃。越高所需轉(zhuǎn)換間越長。了達到本系統(tǒng)的技術(shù)指標12。DS18B20供電方式DS18B20最佳的工作方式工作穩(wěn)定可靠抗干擾能可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫可以充DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點VCC3V依然能夠保證測量。所以本系統(tǒng)采用外部電源供電方式。在外部電源供電方式下0VD引腳接入此O線DS18B20傳感器組成多點測溫系統(tǒng)。外部電源供電方式如85℃。70D否85℃。構(gòu) 圖DS18B20外部電源供電822傳感器DS18B20的出接到單的P1.7電R6作上拉電。如需要P1.7接多的能溫DS18B20。工作由控能溫傳感器DS18B20采的溫送單處理。393938373635343332P00P01P02P03P04P05P06P07P10P11P12P13P14P15P16P1712345678U5U6.VCCDS18B20 DS18B20D DN .U9R6G4.7KD DN G AT89C511231232122232425262728P20P21P22P23P24P25P26P27T1T0EA/VPX1X210113029RXDTXDALE/PPSENRESETRDWR1312.15VCCVCC14.31191891716. .

2.8MCS803148MCS803111RO1。；48O全雙工26定時/520～4z8RAM4KBFlashRO（1000數(shù)0。單片機正常工作必須連基本?；景ňд馵3][4]。晶振單片機時鐘信號通常時鐘方式二是時鐘方式時鐘方式是單片機振蕩時鐘方式是。本設(shè)計采用9中所示。12振蕩電路負載，構(gòu)成自激振蕩器，可在產(chǎn)生脈沖。C1C2可以穩(wěn)定振蕩頻率，并使快速起振。本電路選用晶振12MHC1=C2=30pF。復位電路RST腳高電平并保持2個器周期，效9中所示。RSTC3充電，RST腳高電平將逐漸下降。2個C3=10μR1=10KΩ。綜上所述，9所示。123456781312C130p1514Y1 3112Mz19C230p18S19+17

.P10P11P12P13P14P15P16P173938373635P10P11P12P13P14P15P16P173938373635343332U9P00P01P02P03P04P05P06P07INT1INT0 AT89T1T0EA/VPP20P21P22P23P24P25P26P272122232425262728X1X2TC3R116VCCRDWRTXDALEPSEN101129.輸最簡輸本系統(tǒng)輸控制簡，采用獨立式鍵盤及接口電路[5]2、2101021212345678P10P11P12P13P14P15P16P17U9P00P01P02P03P04P05P06P0739383736353433321312AT89C511514 T1T031EA/VP1918P20P21P22P23P24P25P26P272122232425262728R2R31010S2S3X1X29RESET1716 RDWRRXD 10TXD 11ALE/P 30PSEN 29. .圖2.10按鍵輸入控制電路表2 各鍵功能按鍵 鍵名 功能S1 第一路溫度 按鍵按下，數(shù)碼顯示管顯示第一路溫度。S2 第二路溫度 按鍵按下，數(shù)碼顯示管顯示第二路溫度。LED數(shù)碼顯示管有靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯644LED數(shù)碼顯示管顯示數(shù)據(jù)。LED作原理LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的陰極（或陽極）（V18接口芯片的數(shù)量較P3.074LS164的374LS16474LS164P3.1、P1.4個與門與門與每74LS164允許控制端相每74LS164個碼管結(jié)構(gòu)圖bcpbdcpbdcpbdcpdYPDagYPDadgYPDbcpbdcpbdcpbdcpdYPDagYPDadgYPDadgYPDadgdfefefefepabcdefgdpabcdefgdpabcdefgdpabcdef12345678123456781234567812345678345601231111345611110123345611110123345611110123P3.XD)01234567QQQQQQQQ01234567QQQQQQQQ01234567QQQQQQQQ01234567QQQQQQQQP3.(TXD)1U7U17LS16U27LS16U37LS16U47LS163ABKLCRMABKLCRMABKLCRMKLCRMP1.42ABAND128 9128 9128 9128 9VCCVCCVCCVCC.

.圖圖10P3.0（RX）為P3.（P1.44口發(fā)送緩沖區(qū)在移脈沖用下地從P3.0口移入74LS164中并在控制信號控制用下碼管報警控制設(shè)計報警控制采用壓式蜂鳴器發(fā)聲體用三極管對蜂鳴器發(fā)聲進控制。報警控制報警控制P3.7--PAGE18-C945C945R12U8R4U8R4P3.7Q1C945VCC BUZZER100. .2.12P3.7C945P3.7C945飽和狀態(tài)高低平波音。源設(shè)計濾波和穩(wěn)13中“output”為+5V。2.13輸保護路等部分組在本系統(tǒng)，要求源為+5V與之間差為2～3V，整流橋是(效值)1.2倍，根據(jù)有效值與峰-峰值關(guān)系選擇220V/6V變由于L7805最大流為1A，為+5V，5W，加上L7805消耗，故本系統(tǒng)選擇降220V/6V10W變13C4、C5為低頻濾波容，根據(jù)經(jīng)驗選擇解C4=220μF、C5=47μF；C6、C7為高頻濾波容，均選0.1μF無極性容發(fā)光二極管于指示源是否接通，及管降為+2V，選擇限流R5680Ω。件清單數(shù)字多路溫度采系統(tǒng)元件清單，見附錄1。電圖數(shù)字多路溫度采系統(tǒng)原理圖，見附錄2（1）數(shù)字多路溫度采系統(tǒng)印刷路板圖，見附錄3（1）主程序設(shè)計[8]、讀出并處理DS18B20測量（1s進行一次流16所。初始化初始化鍵盤掃描N1s到?YY初次上電?N讀出值 計算處理數(shù)據(jù)刷新Y超過報警值?N發(fā)出報警發(fā)出轉(zhuǎn)換開始命令

3.1數(shù)字式多路采集系統(tǒng)流圖DS18B20的通信協(xié)議0通訊協(xié)議[710完成轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都DS18B20進行初始化操作初始化成（ROM指令RAM指令這樣才0進行預定操作。所ROM、RAM34所。3指令 約定代碼 功能讀 ROM 33H 讀 DS18B20溫度傳感器 ROM中的編碼(即 64位地址)發(fā)出此命令之后接著發(fā)出 64位 ROM編碼訪問單總線上符合 ROM

與該編碼相對應的 DS18B20使之做出響應為下一步對該DS18B20的讀寫做準備.搜索 ROM

用于確定掛接在同一總線上 DS18B20的個數(shù)和識別 位 ROM地址。為操作各器件作好準備。跳過 ROM

忽略 64位 ROM地址，直接向 DS18B20發(fā)溫度變換命令。適用于單片工作。告警搜索命令 0ECH 執(zhí)行后溫度超過設(shè)定值上限或下限的片子才能做出響應。4指令 約定代碼 功能溫度轉(zhuǎn)換

啟動 0進行溫度轉(zhuǎn)換，2位轉(zhuǎn)換時最長為 s（9位為 ）。結(jié)果存入內(nèi)部 9字節(jié) M中。讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM中 9字節(jié)的內(nèi)容。寫暫存器

發(fā)出向內(nèi)部 RAM的 4字節(jié)寫上下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。子程序。其流17所示。溫度換命溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換開始命令。在發(fā)送匹配ROM命令后，緊跟著發(fā)送要進行測溫的DS18B20的64位ROM序列（這個序列號一般由廠方提供或通過實驗的方式獲得）。采用位分辨率，轉(zhuǎn)換時間約為。其程序流程圖如圖所示。開始開始N有鍵按Y其它子程序轉(zhuǎn)至相的程序，的功能發(fā)DS18B20復位命令匹配 ROM64位地址發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命結(jié)束圖 鍵盤掃描子程序流程圖 圖 3.3溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖（3）讀出溫度子程序讀出溫度子程序主要功能是讀出 RAM中的9個字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖19所示。（4）計算溫度子程序從 DS18B20讀取出的二進制值必須先轉(zhuǎn)換成十進制值，才能用于字符的顯示。在系統(tǒng)采用12位轉(zhuǎn)換精度，溫度寄存器里的值是以 0.0625為步進的，即溫度值為溫度寄存器里的二進制值乘以 5，就是實際的十進制溫度值。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)一個十進制值和二進制值之間有很明顯的關(guān)系。低字節(jié)的高半字節(jié)乘以 恰就是數(shù)。，二進制的高字節(jié)的低半字節(jié)和低字節(jié)的高半字節(jié)成一個字節(jié)，這個字節(jié)的二進制值為十進制值后，就恰是溫度值的個位值的低字節(jié)的低半字節(jié)成十進制后，就是溫度值的數(shù)分。數(shù)分為是半個字節(jié)，所以二進制值是 0，轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)值就是 0.0625的數(shù)。這需要 4位的數(shù)顯示數(shù)分，實際用不必有這高的精度，采用 1位數(shù)顯示數(shù)，可以精0.1℃。5就是二進制和十進制數(shù)的關(guān)系。其程序流程圖如圖 20所示。5 數(shù)分二進制和十進制的關(guān)系表小數(shù)部分 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F二進制數(shù)十進制數(shù) 0 0 1 1 2 3 3 4 5 5 6 6 7 8 8 9發(fā)DS18B20發(fā)DS18B20復命令ROM64地址發(fā)取命令取RAM9N9字節(jié)完？YCRC NY暫存結(jié)束開始N零？Y值取補碼置“－”標志值值結(jié)束3.3圖 3.49當021移入寄存器十位0？YN N百位0？Y十位符號據(jù)百位不示 不符號）結(jié)束小？NY結(jié)束

3.6。其如22所。制源程序字式多路采集系統(tǒng)源見附錄4。系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩步。硬件調(diào)試軟件調(diào)試ROM算溫度子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等的編程及調(diào)試。度能夠改變就基本完成軟件調(diào)試。進行讀寫編程時必須嚴格地保證讀寫時序，否則將無讀測。系統(tǒng)性能分析用作的測溫系統(tǒng)和有的成（如溫度計時測溫度，對測的進行比較分。由比較分的可，用本系統(tǒng)進行測溫時，度，誤可以0.1-55～+125℃的測溫范圍內(nèi)使該系統(tǒng)完全適合一般的應用場合。-55℃，量精可通過編程調(diào)節(jié)，最高精可達到。本主要是適用于備控制調(diào)節(jié)但夠進行擴展例如I/O。4：．L2：．．14：．.DS18B20.2008 第9期．9、5．3．4．致謝 行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我三年的大學時光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。生我者父母。感謝生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。是你們，為我的學習創(chuàng)造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。沒有你們就不會有我的今天。謝謝你們，我的父親母親！經(jīng)過幾個月的努力，在指導教師藺鵬副教授及同學的幫助下，順利完成了畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對大學三年，也是一。在此設(shè)計過中，學的力，為走了。在此感謝母業(yè)學的辛之恩；，感謝電子信息系給我提供了很好的設(shè)計環(huán)境，使我的設(shè)計得順利的進行。最后，感謝設(shè)計指導老師 ，在題目選、總體方案確、資料收集與提供等方給予了悉心指導大力幫助，并對本系統(tǒng)的論文多次進行認真審閱批注，提供了許多寶貴的修改意見。另外我還得到了同班同學的支持鼓勵，對這些同學表示誠摯的謝意，也對參書的者表示感謝。1件清單編號元件名稱型號及規(guī)格數(shù)量1單片機芯片AT89C5112感溫元件DS18B2023七段數(shù)碼顯示器LED44串轉(zhuǎn)并芯片74LS16445晶振12MH16按鍵--37三極管C94518壓電蜂鳴器--19整流二極管1N4007410發(fā)光二極管FG1112004111電阻10Ω212電阻100Ω113電阻680Ω114電阻4.7Ω115電阻10KΩ116電容0.1μF217電容30pF218電容47μF/50V119電容100μF/50V120電容220μF/50V121與門74LS0812..U5

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