基于單片機的溫度采集系統設計課程設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 以進行數據通訊了。 7 ： RTS:請求發送；此腳由計算機來控制，用以通知 Modem 馬上傳送數據至計算機；否則， Modem 將收到的數據暫時放入緩沖區中。 8 ： CTS: 清除發送；此腳由 Modem 控制，用以通知計算機將欲傳的數據送至 Modem。 9 ： RI : Modem 通知計算機有呼叫進來，是否接聽呼叫由計算機決定 DS18b20 DS1820 是 Dallas 半導體公司生產的數字化溫度傳感器，是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨特而經濟的特點，使用戶可以輕松的組件傳感器網絡，為測量引入全新的概念。新一代的“ DS18B20”體積更小、更經濟、更靈活，使用戶可以充分發揮一線總線的長處 [5]。 同 DS1820 一樣， DS18B20 也支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55℃ ~+125℃ ，在 10℃ ~+85℃ 范圍內，精度為 177?！??，F場溫度范圍以“一線總線”的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性，適合于惡劣環境的現場溫度測量，如設備控制、設備或 過程控制、測溫類消費電子產品等。 DS18B20 的特性 (1) 獨特的單接口僅需一個端口引腳進行通訊； (2) 簡單的多點分布應用； (3) 無需外部器件； (4) 可通過數據線供電，無需外部電源； (5) 零待機功耗； (6) 測溫范圍為 55℃ ~+125℃ ，以 ℃ 遞增； (7) 溫度以 9 位數字量讀出； (8) 溫度數字量轉換時間 200ms(典型值 )； (9) 用戶可定義的非易失性溫度報警設置； (10) 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度 (溫度報警條件 )的器件； (11) 應用包括溫度控制、工 業系統、消費品、溫度計或任何熱感測系統。 DS18B20 的結構如圖 所示： 圖 DS18B20 的結構圖 DS18B20 有三個主要的數據部件： 2 7 .0DQ2 V CC3G ND1U1DS 1 8 B20 10 (1) 64 位激光 (lasered) ROM； (2) 溫度靈敏元件； (3) 非易失性溫度告警觸發器 TH 和 TL。 器件從單線的通信線取得其電源，在信號線為高電平的時間周期內，把能量貯存在內部的電容器中；在單信號線為低電平的時間期內，斷開此電源，直到信號線變為高電平重新接上寄生 (電容 )電源為止。作為另一種可供選擇的方法， DS18B20也可用外部 +5V電源供電。 max232芯片： MAX232 芯片是專門為電腦的 RS232 標準串口設計的接口電路 ,使用 +5v 單電源供電。 Mcs51 芯片 80C51 單片機屬于 MCS51 系列單片機，由 Intel 公司開發，其結構是 8048 的延伸，改進了 8048 的缺點，增加了如乘（ MUL）、除（ DIV）、減（ SUBB）、比較（ PUSH）、 16 位數據指針、布爾代數運算等指令，以及串行通信能力和 5 個中斷源。采用 40 引腳雙列直插式DIP（ Dual In Line Package），內有 128 個 RAM 單元及 4K 的 ROM。 80C51 有兩個 16 位 定時計數器，兩個外中斷，兩個定時計數中斷，及一個串行中斷，并有 4 個 8 位并行輸入口。80C51 內部有時鐘電路，但需要石英晶體和微調電容外接，本系統中采用 12MHz 的晶振頻率。由于 80C51 的系統性能滿足系統數據采集及時間精度的要求，而且產品產量豐富來源廣，應用也很成熟，故采用來作為控制核心 單片機的 40 個引腳大致可分為類：電源、時鐘、控制和 I/O 引腳。 ⒈ 電源 : ⑴ VCC 芯片電源，接 +5V； ⑵ VSS 接地端； ⒉ 時鐘 : XTAL XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 ⒊ 控制線 : 控制線共有 4 根， ALE/PROG:地址鎖存允許 /片內 EPROM 編程脈沖 ① ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8 位地址 ② PROG 功能：片內有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 PSEN:外 ROM 讀選通信號。 RST/VPD:復位 /備用電源。 ① RST（ Reset）功能：復位信號輸入端。 ② VPD 功能：在 Vcc 掉電情況下，接備用電源。 EA/Vpp:內外 ROM 選擇 /片內 EPROM 編程電源。 ① EA 功能：內外 ROM 選擇端。 ② Vpp 功能：片內有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加編程電源 Vpp。 ⒋ I/O 線 80C51 共有 4 個 8 位并行 I/O 端口： P0、 P P P3 口，共 32 個引腳。 P3 口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。 。 硬件電路設計及描述 硬件電路由： Ds18b20， max232 芯片，晶振，復位電路，聲光報警電路， 8051 單片機等組 11 成。 DS18b20 詳細引腳功能描述： 外觀圖： GND 地信號。 DQ 數據輸入 /輸出引腳，開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下時，也可以向器件提供電源。 VDD外接供電電源輸入端。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。 DS18B20 讀出的溫度結果的數據為兩字節，用 16 位符號擴展的二進制補碼讀數形式提供。因此在系統中要將得到的溫度值數據進行格式轉換才能用于顯示。 這兩個數據格式如圖所示 : MSB LSB S S S S S 26 25 24 MSB LSB 23 22 21 20 21 22 23 24 高 8 位中的高 5 位是符號位，表示是零下還是零上。 高 8 位中的低 3 位 D6， D5， D4 和低 8 位中的高 4 位 D３ ， D２ ，Ｄ １ ，Ｄ ０ 構成溫度的整數部分。低８位中的Ｄ －１ ， D－２ ，Ｄ －３ ，Ｄ －４ 位溫度的小數部分。 max232 芯片 ， MAX232 芯片是專門為電腦的 RS232 標準串口設計的接口電路 ,使用 +5v 單電源供電。 在制作電路前我們先來看看要用的 MAX232，這里我們不去具體討論它，只要知道它是 TTL和 RS232 電平相互轉換的芯片和基本的引腳接線功能就行了。通常我會用兩個小功率晶體管加少量的電路去替換 MAX232，可以省一點，效果也不錯。下圖就是MAX232 的基本接線圖。 12 圖為 MAX232 聲光報警電路 ，可實現簡易的發音功能，如圖所示， 復位電路： 復位是使 CPU 和系統中的其他功能部件都處于一個確定的初始狀態，復位后計算機就從這個狀態開始工作。在 復位期間， CPU 并沒有開始執行程序是在做準備工作。 無論是在在計算機剛上電時，斷電后，還是系統出現故障時都需要復位。 MCS51 單片機的復位靠外部電路來實現，為了確保復位， RST 引腳上的高電平一般要維持大約 10 秒以上。 MCS51 單片機的復位原理也可分成上電復位和按鍵手動復位兩種，如圖： A上電復位電， 13 路 B 按鍵復位電路。 上電復位電路是利用電容充電來實現的。在接通電源瞬間， RST 端的電位與 VCC 相同，都是 +5v。隨著著 RC 電路的充電ＲＳＴ的點位逐漸下降，只要保證ＲＳＴ位高電平的時間大于１０秒就能正?；謴?。 按鍵復位電路，在單片機已經通電的情況下，只需要按下圖Ｂ所示的Ｋ鍵也可以復位，此時電源Ｖ ＣＣ 經過電阻分壓，在ＲＳＴ端產生一個復位高電平。如Ｒ Ｋ ?。保藲W姆，Ｒ Ｓ 取２００歐姆左右，這樣當按下Ｋ鍵時，ＲＳＴ端的電壓為４ .２Ｖ，滿足高電平要求。 8051