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1、基于低功耗单片机温度计设计基于低功耗单片机温度计设计( (电路图电路图+ + 原理图原理图+ +流程图流程图)-)-论文论文基于低功耗单片机温度计设计(电路图+原理图+流程图) ABSTRACT The paper introduced a kind of a new digital thermometer which take the Micro Controller Unit as the primary control component and take DS18B20 as the temperature sensor. The paper is mainly consist of
2、the design of the hardware electric circuit and the design of the system program. The hardware electric circuit mainly include the master controller, the temperature measured electric circuit and the display circuit and so on, the system take Microcontroller Unit AT89C52 as its master controller, an
3、d DS18B20 as the its temperature sensor, which is produced by the American DALLAS company, and anodes LED numerical code tube is mainly part of the display circuit .The system program mainly included the master routine, the read-out temperature subroutine, the temperature transformation order subrou
4、tine, the calculated temperature subroutine, demonstrated the data renovates subroutine and so on. In addition, the system debugging and the performance analysis is also involved in this paper. Keywords: temperature sensor, DS18B20, AT89C52, display circuit, digital thermometer 摘 要 本设计介绍了一种以单片机为主要控制
5、器件，以 DS18B20 为温度传感器的新型 数字温度计。主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。硬件电路主要包括 主控制器，测温电路和显示电路等，主控制器采用单片机 AT89S52，温度传感 器采用美国 DALLAS 半导体公司生产的 DS18B20，显示电路采用 4 位共阳极 LED 数码管以动态扫描法直读显示。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等。此外，还介 绍了系统的调试和性能分析。 关键词： 温度传感器，DS18B20，AT89S52，显示电路,数字温度计 目录 插图清 单1 表格清单2 引 言 3 第 1 章 系统方案的
6、论证与比 较4 第 2 章 硬件电路的设 计6 2.1 向通道的设 计6 2.2 片机的选择及其接口电路的设 计10 2.2.1 片机的选 择10 2.2.2 显示电路的设 计20 2.2.3 按键及报警电路的设 计23 2.3 后向通道的设 计25 第 3 章 系统软件的设 计27 3.1 系统主程序的设 计28 3.2 温度子程 序29 3.3 按键处理子程 序29 3.4 计算温度子程 序30 3.5 显示数据刷新子程 序31 第 4 章 结论与展 望32 致 谢 33 参考文 献34 附录 A 原程 序35 附录 B 设计电气原理 图45 插图清单图 1-1 控制器设计总体框 图4 图
7、 2-1 DS18B20 的内部结构 图7 图 2-2 DS18B20 字节定 义7 图 2-3 DS18B20 实物 图9 图 2-4 DS18B20 与单片机的连接 图10 图 2-5 AT89S52 引角 图13 图 2-6 AT89S52 内部结构框 图14 图 2-7 内部振荡电路连接 图19 图 2-8 外部振荡电路 图20 图 2-9 段 LED 显示器结构原理他 图20 图 2-10 LED 显示 器21 图 2-11 8 段 LED 段选码原理 图22 图 2-12 动态循环扫描显示电路 图23 图 2-13 按键设计电路 图24 图 2-14 报警电路设计电路 图25 图
8、2-15 MOCS041 内部结构和外部引 角25 图 2-16 过零触发双向可控硅电 路26 图 3-1 主程序流程 图27 图 3-2 读温度流程 图28 图 3-3 温度转换流程 图29 图 3-4 计算子程序流程 图30 图 3-5 数据刷新子程序流程 图31格清单 表 2-1 DS18B20 温度转换时间 表8 表 2-2 部分温度对应值 表9 表 2-3 P1 口第二功 能11 表 2-4 P3 口第二功 能12 表 2-5 AT89S52 特殊寄存器映像及复位 植15 表 2-6 T2CON:定时器/计数器 2 控制寄 器16 表 2-7 定时器 2 工作模 式18 表 2-8
9、M2MOD-定时器 2 寄存 器18 表 2-9 中断允许控制寄存 器1082 基于低功耗单片机温度计设计(电路图+原理图+流程图) 引言温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、 机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。随着电子技术和微型计算机的迅 速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。单片机具有处 理能强、运行速度快、功耗低等优点，应用在温度测量与控制方面，控制简单 方便，测量范围广，精度较高。采用 AT89S52 单片机来对温度进行控制，不仅 具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的 技术指标，从而能够大大提高产品的
10、质量和数量。因此，单片机对温度的控制 问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。本设计的内容是设计一温度控制器，它的核心控制部分是单片机。主要实现的 功能是：对被控对象的温度进行实时采集，其主要是通过一传感器将温度转变 成模拟电信号，再将所得的模拟量转变成数字量送入单片机中，单片机将传感 器所采集到的温度和事先设定的温度进行对比，当小于设定值时将发出信号启 动加热装置；当大于设定值时将关闭加热装置，从而使得被控温度控制在一定 的范围之内，达到实时控制的功能。在一些温控系统电路中，前向数据采集通道广泛采用的是通过热电偶、热电阻 或 PN 结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成 AD 转换器能接收的
11、模拟 量，再经过采样保持电路进行 AD 转换，最终送入单片机及其相应的外围电 路，完成监控。但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制 且精度不高。本文介绍单片机结合 DS18B20 水温控制系统设计，因此，本系统 用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和 AD 转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。后向执行机构在以前的设计中往往选用继电器, 但 是由于其噪声大和机械性能方面的原因, 现在已经很少见了。随之而来的是无 触点开关双向可控硅的使用, 但在实际设计工作中, 需要采用同步过零 触发电路进行同步
12、触发。由于这部分电路包括比较器、单稳态电路和光电隔离 器等器件, 芯片多, 结构较复杂, 在实际应用中容易出现故障。所以在设计当 中采用了 MOTOROLA 公司推出的单片集成可控硅驱动器 MOC3041。 第 1 章 系统设计方案的论证与比较 根据题目要求,温度控制器是由核心处理模块、温度采集模块、键盘显示模块、 及控制执行模块等组成，所以本设计要考虑这些模块器件的选型以及所设计出 来的温度控制器的可行性，其主要有以下几种设计方案。 方案一：采用 8031 作为控制核心,以使用最为普遍的器件 ADC0809 作模数转换, 控制上使用对电阻丝加电使其升温和开动风扇使其降温。此方案在理论上是可 行的,所器件的价格便宜,但 8031
