基于c51單片機(jī),ds18b20溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)范文模板參考資料-wenkub

　

【正文】 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 （ 2） 管腳說明： VCC： 供電電壓。 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 如圖 所示。 從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡單，故采用了方案二。 方案一：方案一：考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，感溫電路比較麻煩，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，才可以滿足設(shè)計(jì)要求。 實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制，控制溫度誤差范圍≤177。 （ 3）保證性能指標(biāo)要求的技術(shù)措施。 （ 4）通用性好 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮能適應(yīng)不同的設(shè) 備和各種不同設(shè)備和各種不同控制對(duì)象，并采用積木式結(jié)構(gòu)，按照控制要求靈活構(gòu)成系統(tǒng)。 （ 1）安全可靠 首先要選用高性能的 AT89C51 單片機(jī)，保證在惡劣的工業(yè)環(huán)境下能正常運(yùn)行。其中溫度傳感器 DS18B20，它集溫度測(cè)量、 A／ D 轉(zhuǎn)換于一體，其測(cè)量范圍寬 (55℃～ 125℃ )，DS18B20 是一款具有單總線結(jié)構(gòu)的器件。 在我們?nèi)粘Ｉ罴案鞣N生產(chǎn)中，經(jīng)常要用到溫度的檢測(cè)及控制，傳統(tǒng)的測(cè)溫元件有熱電偶和熱電阻。但是電子溫度計(jì)主要應(yīng)用還是在生產(chǎn)過程、實(shí)驗(yàn)室及研究所。陜西教育學(xué)院 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁 1 前 言 單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測(cè)和溫度控制。電子溫度計(jì)本身可由電源提供電壓，用溫度傳感器檢測(cè)溫度，因此電子溫度計(jì)屬溫度系統(tǒng)。而熱電偶和熱電阻測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持。 由 DS18B20 組建的溫度測(cè)量單元體積小，便于攜帶、安裝。其次是設(shè)計(jì)可靠的控制方案，并具有各種安全保護(hù)措施，如報(bào)警、事故預(yù)測(cè)、事故處理和不間斷電源等。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是硬件板設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)（如 PC 總線），配置各種通用的模板，以便擴(kuò)充功能時(shí)，只需增加功能模板就能實(shí)現(xiàn)；二是軟件功能模塊或控制算法采用標(biāo)準(zhǔn)模塊結(jié)構(gòu)，用戶使用時(shí)不需要二次開發(fā)，只需各種功能模塊，靈活地進(jìn)行控制系統(tǒng)組態(tài)。 （ 4）抗干擾性和可靠性設(shè)計(jì)。 ℃。 方案二：由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，首先要選用高性能的 AT89C51 單片機(jī)，保證在惡劣的工業(yè)環(huán)境下能正常運(yùn)行。 考慮到方案中制作數(shù)字溫度計(jì)，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，陜西教育學(xué)院 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁 4 這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器 DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。 （ 1） 主要特性： 三級(jí)程序存 儲(chǔ)器鎖定 5 個(gè)中斷源 GND： 接地。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 圖 陜西教育學(xué)院 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁 6 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是 由于上拉的緣故。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 陜西教育學(xué)院 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁 7 EA/VPP： 當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL2： 來自反向振蕩器的 輸出。 ① :：技術(shù)性能描述 * 獨(dú)特的單線接口方式， DS1820 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS1820 的雙向通訊 ,在使用中不需要任何外圍元件。 * 不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6 * 適用于 1/2”, 3/4”, 1”, DN40~DN250 各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫 ② ：應(yīng)用范圍 * 該產(chǎn)品適用于冷凍庫，糧倉，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測(cè)溫和控制領(lǐng)域 * 軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制。 DS18B20 的管腳排列如圖 所示 : 圖 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EERAM。 DS18B20 工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。因此，在實(shí)際 應(yīng)用 中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第 2字節(jié)。 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)內(nèi)容作 比較。主機(jī) ROM 的前 56 位來計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM 數(shù)據(jù)是否正確。分別說明如下： (1)初始化 單總線的所有處理均從初始化開始。 DS18B20 在檢測(cè)到總線的上升沿之后等待 1560us，接著 DS18B20 在 t2時(shí)刻發(fā)出存在脈沖 (低電平 持續(xù) 60240 us)。見圖 。之后在 t1 時(shí)刻將總線 拉高，產(chǎn)生讀時(shí)間隙，讀時(shí)間隙在 t1 時(shí)刻后 t 2 時(shí)刻前有效， t 2 距 to 為 15us。之后的操作就是針對(duì)該 DS18B20 的。這種方式使其 T 值往往小于傳統(tǒng)方式。在使用 PL/M、 C等高級(jí)語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí) ,對(duì) DS1820 操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)中 ,當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長度超過 50m 時(shí) ,讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。 (4)在 DS1820 測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中 ,向 DS1820 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后 ,程序總要等待 DS1820的返回信號(hào) ,一旦某個(gè) DS1820接觸不好或斷線 ,當(dāng)程序讀該 DS1820時(shí) ,將沒有返回信號(hào) ,程序進(jìn)入死循環(huán)。 AT89C51是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí) 行。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。由于外部時(shí)鐘方式用于多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，所以此處選用內(nèi)部時(shí)鐘方式。最簡單的復(fù)位電路如圖 所示。這樣構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單可靠，其特點(diǎn)是沒有外部擴(kuò)展，有可供用戶使用的大量的 I∕ O線。當(dāng) DS18B20處于寫存儲(chǔ)器操作 和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為 10us。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 9 J u n 2 0 06 S he e t o f F i l e : H : \我的設(shè)計(jì) \溫度計(jì) .d db D r a w n B y:R11kR21kR34 70R44 .7 kC12 2uC22 2uC33 0pC43 0pbs ou n dV T I8 55 0Y1C R Y S T A LR54 70V C CE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 05 1GND1I/O2VDD3T1D S 18 B 2 0R64 .7 KV C CA1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U27 4A L S 1 64A1B2Q03Q14