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硬件电路由四部分组成:温度数据采集部分

硬件电路由四部分组成:温度数据采集部分

  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。

  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4位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

  硬件电路由四部分组成:温度数据采集部分,即时温度显示驱动部分,温度数据存储部分和上位PC机数据处理部分。整个硬件设计原理图如图2所示。

  AT89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线 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。

  DS18B20是智能型的数字温度传感器,以单总线方式通信。其数据线相连接。当到达采样时间时,由单片机发出读温度信号,通过单片 机AT89C51的P1.1口和DS18B20的I/O口相连,按照DS18B20的时序要求,发出相应的读、写命令。

  单片机AT89S52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。

  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的测温原理如图2所示,图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1,高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变,所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入,图中还隐含着计数门,当计数门打开时,DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数,进而完成温度测量。

  以MCS51单片机为例,图3中采用寄生电源供电方式, P1?1口接单线时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET管和89C51的P1?0来完成对总线的上拉。

  编辑点评: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AT89S52,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。

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