基于a89s52单片机的多功能智能温度控制器

基于a89s52单片机的多功能智能温度控制器

0模数传感器模拟温度测量和工业试验中使用的光学和光刻光刻的使用。温度检测的传统方法是使用诸如热电偶、热电阻、半导体PN结等模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转换,再交由单片机处理。被测温度信号从温敏元件到单片机,经过众多器件,易受干扰、不易控制且精度不高。数字温度传感器能代替模拟温度传感器和信号处理电路,直接与单片机沟通,完成温度采集和数据处理,且抗干扰能力强,适合于恶劣环境下进行现场温度测量,所以有广泛的应用前景。1温度显示系统本系统是采用数字式温度传感器DS18B20。该传感器可以满足从-55摄氏度到+125摄氏度测量范围，且测量精度高，增值量为0.5摄氏度，在一秒内把温度转化成数字，测得的温度值的存储在两个八位的RAM中，单片机直接从中读出数据转换成十进制就是温度，使用单总线通讯，只占用一个I/O口，使用方便。字符式LCD显示系统，可以实现实时中英文操作提示，方便人际交换。并能同时显示多测量点温度值。电源部分采用全适应开关电源从220V市电直接获得5V直流稳定电压，供点阵及控制电路工作。电源体积小，重量轻，效率高。另外，全适应开关电源输入电压范围是85-265V47-65Hz，适应全世界的电力电压，适合出口产品。2硬件系统的设计和实现2.1显示部分5显示部分5显示部分5显示部分5温度本系统主要由六部分组成:(1)温度测量18B2O部分(2)单片机最小系统(3)按键部分(4)显示部分(5)声光提示部分(6)电源部分。系统以单片机AT89S52为核心,温度传感器18B20将采集的温度信号转换成电信号传给单片机处理，并通过液晶屏1602显示温度信息。通过按键可设置上限下限温度，当被测点温度超出设定的温度时，声光报警将会给出提示。2.2ds18b20工作原理及控制由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。产品的主要技术指标：(1)测量范围：-55℃-+125℃，(2)测量精度：0.5℃，(3)反应时间≤500ms。DS18B20的性能特点：(1)采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），(2)测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,(3)内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，(4)适配各种单片机或系统机，(5)用户可分别设定各路温度的上、下限，(6)内含寄生电源。DS18B20内部主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。不同的器件地址序列号不同。高速暂存器共9个存储单元，如表1所示：以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12位转化后得到的12如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625才能得到实际温度。DS18B20控制方法在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是Vcc接外部电源，GND接地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD、GND接地，I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接4-10kΩ左右的上拉电阻。DS18B20有六条控制命令，如表3所示：CPU对DS18B20的访问流程是：先对DS18B20初始化，再进行ROM操作命令，最后才能对存储器操作，数据操作。DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。如主机控制DS18B20完成温度转换这一过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作2.3接系统v电源DS18B20只需要3根线便可以完成全部连接，分别是VCC、GND以及I/O,VCC与GND线直接接系统5V电源。由于测量线路比较长，为了防止电源线路受到干扰引起DS18B20工作不正常，在器件临近处电源线两端并联一只0.1uF(104）的高温瓷片电容，起退偶作用，在单片机临近处的数据线上对地并联一只20pF的小电容，用来吸收高频干扰。选用5.1K上拉电阻接在临近DS18B20位置的数据线上。2.4at29s52简介控制电路主要由AT89S52单片机组成。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash,256字节RAM,2位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2.5智能仪表、通信、办公自动化设备的字符发生器LCD1602是常见的16×2行，6×8字符点阵液晶模块，广泛应用于智能仪表、通信、办公自动化设备中，其字符发生器ROM中自带数字和英文字母及一些特殊符号的字符库，没有汉字。我们利用1602可以建立8个6×8点阵自定义字库的特点，在一个测温的实例中成功显示了少量汉字和特殊符号———℃3控制方案和模拟实现3.1ds18b20通信协议软件设计采用了模块化设计，全部用KEILC51编程。整个软件系统简洁明了，而且具有良好的扩展性。与DS18B20的所有通讯都是由一个单片机的复位脉冲和一个DS18B20的应答脉冲开始的。单片机先发一个复位脉冲,保持低电平时间最少480μs,最多不能超过960μs。然后,单片机释放总线,等待DS18B20的应答脉冲。DS18B20在接受到复位脉冲后等待15～60μs才发出应答脉冲。应答脉冲能保持60～240μs。单片机从发送完复位脉冲到再次控制总线至少要等待480μs。由于单片机与单总线温度传感器是通过1根信号线链接的，主机要实现各类操作命令以及温度的读取与设置，必须严格地按照DS18B20的通信协议来进行。在进行数据传输时为了保证数据的完整性，此通信协议规定了几种信号类型：复位、存在脉冲时隙；写“0”、写“1”时隙；读“0”、读“1”时隙。所有的数据传输必须从字节的低位开始，编写程序时必须按照其对应的时序操作，否则不能获得完整正确的数据。3.2实用，实用，具有很强的实用性本系统仿真采用的是protus仿真软件，该软件简单实用，有较高的实用性。通过仿真可知本系统能正确的显示被测点的温度，当超出设定范围时，也能准确的报警提示。程序（略）。4温度测量装置数字单总线温度传感器是目前较普及的测温器件,