文档介绍：第1章绪论
概述
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,在工、农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位。首先了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域:消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用,医疗与健诊的温度测试,化工、机械等设备温度过热检测。由此可见,温度检测系统应用十分广阔。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,该设计控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
原理介绍
总体设计方案
总体设计方案采用AT89C51单片机作控制器,温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计,系统由3个模块组成:主控制器、测温电路及显示电路。主控制器由单片机AT89C51实现,测温电路由温度传感器DS18B20实现,显示电路由3位LED数码管直读显示。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
主控制部分
本设计采用AT89C51八位单片机实现。单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小,硬件实现简单,安装方便。既可以单独对多DS18B20控制工作,,由一台上位机(PC微型计算机),下位机(单片机)多点温度数据采集,组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统,实现远程控制。另外AT89C51在工业控制上也有着广泛的应用,编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。
系统采用针对传统温度测温系统测温点少,系统兼容性及扩展性较差的特点,运用分布式通讯的思想。设计一种可以用于大规模多点温度测量的巡回检测系统。该系统采用的是RS-232串行通讯的标准,通过下位机(单片机)进行现场的温度采集,温度数据既可以由下位机模块实时显示,也可以送回上位机进行数据处理,具有巡检速度快,扩展性好,成本低的特点。
控制器采用单片机AT89C51,温度传感器采用DS18B20,用4位LED数码管显示温度。总体设计框图如图1-1所示。
主控电路
LED显示
单片机复位
时钟振荡
温度传感器
图 1-1 总体设计框图
DS18B20数字温度传感器
美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是支持"一线总线"接口的温度传感器,在其内部使用了在板(ON-B0ARD)专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。现在,新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。
DS18B20支持"一线总线"接口,测量温度范围为-55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,精度为±°C。DS1822的精度较差为±2°C。现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同,新的产品支持3V~,使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜,体积更小。
DS18B20的主要特性:
(1)适应电压范围更宽,电压范围:~,在寄生电源方式下可由数据线供电
(2)独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯
(3)DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温
(4)DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内
(5)温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±℃