多路温度监控系统方案

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1、多路温度监控系统方案多路温度监控系统方案一、总体设计 多路温度监控系统以 ATmega16 单片机为核心，4 个 DS18B20 作为温 度传感器，LCD1602 作为液晶显示单元。温度传感器 DS18B20 在单片机的 控制下不间断地采集温度信息，LCD1602 在单片机的控制下将温度信息显 示出来。 二、方案认证 1单片机论证 51 单片机是应用最广泛的八位单片机，由于产品硬件结构合理，指 令系统规范，加之生产历史“悠久” ，有先入为主的优势。51 系列优点 之一是它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统。51 系列的 另一个优点是乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。51 系列的 I

2、/O 脚的设置和使用非常简单。不过，原 51 系列也有许多值得改进之处， 如运行速度过慢等。 AVR 单片机是 Atmel 公司推出的较为新颖的单片机，其显著的特 点为高性能、高速度、低功耗。它取消机器周期，以时钟周期为指令周 期，实行流水作业。AVR 单片机指令以字为单位，且大部分指令都为 单周期指令。而单周期既可执行本指令功能，同时完成下一条指令的读 取。通常时钟频率用 48MHz，故最短指令执行时间为 250125ns。 该系列的型号较多，但可用下面三种为代表：AT90S2313(简装型)、 AT90S8515、AT90S8535(带 A/D 转换)。 由于 AVR 单片机在速度、功耗、

3、性价比上的优势，所以选择 AVR 单片机。 2电源模块论证 方案一：线性直流稳压电源 线性电源虽然简单，但在整个系统中有 非常重要的作用。电源的稳定性决定着整个系统的稳定性，所以要求电 源输出稳定，纹波小。本电源采用桥式全波整流，大电容滤波，三端稳 压器件稳压的方法，产生各种直流电压。 方案二：开关电源。开关电源结构比线性电源复杂，而且输出电压 不如线性电源稳定，纹波大，但是开关电源输出功率大，一般在大功率 场合下应用开关电源。 考虑系统稳定性，以及系统功耗较小，所以选用线性直流稳压电源。3温度传感器模块论证 方案一：模拟温度传感器，模拟式温度传感器精度高，工作稳定， 转换速度快，但是容易受到

4、外界干扰，电路复杂，调试困难。 方案二：数字式温度传感器，数字式温度传感器精度不如模拟式温 度传感器高，转换速度较慢，但是抗干扰性能优良，电路结构不复杂， 调试简单。 考虑到系统对精度要求不高，所以选用容易调试的数字式温度传感 器 DS18B20。 4显示模块论证 方案一：采用数码管显示驱动芯片 MAX7219。它是八位串行共阴LED 数码管动态扫描驱动芯片，此方法可以节省单片机 I/O 口，控制方 便，但数码管只能实时显示一组八位数据。 方案二：使用液晶 LCD1602 显示。LCD1602 可同时显示 32 位字符， 其控制方式比较简单，带有数据锁存功能，缺点是占用 I/O 口较多。 由于

5、要显示数据量较大，而且 AVR 单片机拥有较多的 I/O 口，所以 选择方案二。 三、硬件设计 1单片机最小系统 基本的 AVR 硬件线路，包括以下几部分：1、复位电路。2、晶振电路。 3、ISP 下载接口电路。电路图如下：PB0 (XCK/T0)1 PB1 (T1)2 PB2 (AIN0/INT2)3 PB3 (AIN1/OC0)4 PB4 (SS)5 PB5 (MOSI)6 PB6 (MISO)7 PB7 (SCK)8RESET9PD0 (RXD)14 PD1 (TXD)15 PD2 (INT0)16 PD3 (INT1)17 PD4 (OC1B)18 PD5 (OC1A)19 PD6 (

6、ICP)20 PD7 (OC2)21XTAL212 XTAL113 GND11PC0 (SCL)22 PC1 (SDA)23 PC2 (TCK)24 PC3 (TMS)25 PC4 (TDO)26 PC5 (TDI)27 PC6 (TOSC1)28 PC7 (TOSC2)29AREF32AVCC30GND31PA7 (ADC7)33PA6 (ADC6)34PA5 (ADC5)35PA4 (ADC4)36PA3 (ADC3)37PA2 (ADC2)38PA1 (ADC1)39PA0 (ADC0)40VCC10U1ATmega32-16PICLKACONVDATACLKB SDI LOADD0 D

7、1 D2 D3 D4 D5 D6 D712Y1 XTAL22pFC222pFC3VCCRS RWEINT0 DA_CSWR RDE/AD0DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7LOADRESET RW RSVCCRESET12 34 56 78 910P2AVR ISPS18SW-PB10KR25VCC2电源模块。电路图如下：1234D2 BRIDGE1TF11TO1OUT3IN1GND2U137812IN1OUT3GND2U15 79124700uFC224700uFC25IN1OUT3GND2U16 7905OUT3IN1GND2U14780510uFC2310uF

8、C2610uFC2410uFC27+12-12+5-50.1uFC280.1uFC293温度传感器模块VCC3DQ2GND1U1DS18B204.7KR1VCCP20VCC3DQ2GND1U2DS18B204.7KR2VCCP20VCC3DQ2GND1U3DS18B204.7KR3VCCP20VCC3DQ2GND1U4DS18B204.7KR4VCCP204显示模块GND1VCC2VL3RS4RW5E6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK16U6LCD1602VCCP00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 VCCP25P26P27VLR610K四、软件设计 软件总体设计方案：单片机上电后，完成系统自检，LCD1602 及 DS18B20 的初始化，然后以 50Hz 的频率轮流采集 4 个温度传感器的温度 读数，然后分别显示在 LCD1602 上。 五、器件清单 ATmega16 单片机：1 个 液晶 LCD1602：1 个 温度传感器 DS18B20：4 个