文档介绍：1、设计功能
0℃-100℃
1℃
,断电后不会消失,避免了在每次开机时都要重新设定温度的上下限值,使用更方便。
2、方案论证
由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。
方案二
进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。
从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。
3、电路结构框图
温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S52,温度传感器采用DS18B20,用2位LED数码管传送数据实现温度显示。
主控制器
LED显示
温度传感器
单片机复位
时钟振荡
报警点按键调整整
图1 总体设计方框图
4、电路原理图
图2 数字温度计原理图
5、工作原理
系统整体硬件电路包括,传感器数据采集电路,温度显示电路,上下限报警调整电路,状态显示电路,报警电路,单片机主板电路等,如图2所示。
温度传感器部分
温度传感器用DS18B20。DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。本设计电路的DS18B20采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。
在使用DS18B20时,首先初始化温度传感器。然后将已保存的温度的上下限值从EEPRAM调到RAM中。再读取温度。读取温度后,将温度的值发送到单片机中,并检查温度是否在设置的范围内。如果在,不发出报警信号。如果不在,就发出报警信号到单片机中。随后,再读取温度,然后将温度的值发送到单片机中,并检查温度是否在设置的范围内。最后,不断地循环此过程。
单片机部分
单片机为此次电路的核心,它起到了控制整个电路的作用。第一,它能够控制温度传感器还能够读取温度传感器的相关信息。第二,他能够控制数码管显示温度,两个发光二极管显示状态,并在异常状态下发出报警。最后,单片机能够扫描按键,并处理按键信息。
单片机先将温度传感器初始化。然后发送重调EEPRAM命令。将已保存的温度的上下限值从EEPRAM调到RAM中。这样就可以根据上次已经设定好的温度的上下限值进行报警,而且设定好的温度的上下限值关机后不会消失。各项准备做完后,发送温度转换命令,并读取温度。读完温度后,就将十六进制的温度值转换成是十进制的温度值。最后将温度的值从P0口传递给数码管显示出来。而且单片机还时刻判断接收到了报警信号没有。如果没有,则判断为正常状态,绿色发光二极管亮。如果接收到了,则判断为异常状态。此时,红色发光二极管亮,并且发出报警信号。如果确认键按下后,程序就跳到温度的上下限值调整程序。当温度的上下限值调整完后,能将调整的数值保存到存储单元中。然后,单片机向温度传感器发出指令,将数值发送到DS18B20的RAM中,再将数值从DS18B20的RAM中复制到DS18B20的EEPROM中。使调整好的温度的上下限值关机后不消失。
本电路采用两位数码管静态显示。由于每个数码管都接了译码器7447,节省了接口资源。
状态显示部分
电路中的两个发光二极管为状态显示电路。如果状态正常,则绿色发光二极管亮。如果状态异常,则红色发光二极管亮。
扬声器为报警电路。但状态为异常时,发出报警。由于电路中接了集成运放LM386,可以报警声更洪亮。
按键扫描电路
但确认键按下后,可以调整温度的上下限值。
6、单片机资源分配
引脚
名称
用途
DS18B20
温度传感器
P0
两位数码管
显示温度
LED—RED
异常状态显示
LED—GREEN
正常状态显示
报警装置
当温度异常时发出报警
确认按键
进入温度上下限调整,并确认
减一按键
温度调整时,减一
加一按键
温度调整时,加一
7、程序设计框图
转换读出