文档介绍：设计务任和要求
、基本范围-55℃——125℃
、℃
、LED 数码直读显示
、可以任意设定温度的上下限报警功能
2. 系统总体方案及硬件设计
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,其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算,感温电路比较麻烦。而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响从而出现较大的偏差。
方案二
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,电路简单,精度高,软硬件都以实现,而且使用单片机的接口便于系统的再扩展,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,费用较低,可靠性高,软件设计也比较简单,故采用了方案二。
,控制器采用单片机STC89C52,温度传感器采用DS18B20,用4位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。
有了总体设计方案后,下面就是原理图的制作了。
示。将数码管电路与主控制电路分开画,最后两者是用导线连接。数码管位选接P20—P23,段选接P0口。
系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。
主控制器
单片机STC89C52 具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。晶振采用12MHZ。复位电路采用上电加按钮复位。
显示电路
显示电路采用4 位共阴极LED 数码管,P0 口由上拉电阻提高驱动能力,作为段码输出并作为数码管的驱动。P2 口的低四位作为数码管的位选端。采用动态扫描的方式显示。
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。DS18B20 的性能特点如下:
1、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;
2、多个DS18B20 可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能
3、无须外部器件;
4、可通过数据线供电,~;
5、零待机功耗;
6、温度以9或12位数字;
7、用户可定义报警设置;
8、报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;
9、负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;
DS18B20 可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20 的1 脚接地,2 脚作为信号线,3 脚接电源。
为保证在有效的DS18B20 时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET 管来完成对总线的上拉。当DS18B20 处于写存储器操作和温度A/D 转换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD 端接地。由于单线制只有一根线,因此发送接口必须是三态的。
本系统设计三个按键,采用查询方式,一个用于选择切换设置报警温度和当前温度,另外两个分别用于设置报警温度的加和减。均采用软件消抖。
3. 系统软件算法分析
系统程序主要包括主程序,读出温度子程序,温度转换命令子程序,计算温度子程序,显示数据刷新子程序,按键扫描处理子程序等。
主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20 的测量的当前温度值,温度测量每1s 进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度, 所示。
主程序流程图
读出温度子程序的主要功能是读出RAM 中的9 字节,在读出时需进行CRC 校验,校验有错时不进行温度数据的改写。 示
温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令,当采用12 位分辨率时转换时间约为750ms,在本程序设计中采用1s 显示程序延时