can总线温度控制

摘要I祝你成功本系统以AT89S52单片机为核心部件，外加温度采集电路、及显示电路和越限报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20，使系统具有测温误差小、分辨率高、抗干扰能力强，动态显示的方式等特点。本设计既可以对当前温度进行检测又可以对温度进行数码显示，两位整数两位小数的显示方式具有更高的显示精度，若超越极限温度则触发蜂鸣器报警。利用功能强大的Keil和具有互动电路仿真的Proteus进行程序的编写和仿真。关键词：仿真温度检测报警DS18B20目录II目录第一章选题依据.....................................................11.1课题背景.......................................................11.2研究设计内容...................................................2第二章温度检测系统的硬件设计.......................................32.1电路总体原理框图...............................................32.1.1AT89S52介绍...............................................42.2DS18B20的特性.................................................62.2.1DS18B20的外形和内部结构...................................62.2.2DS18B20的使用方法.........................................72.3测温电路.......................................................82.4单片机复位电路.................................................92.5LED显示电路..................................................102.6报警电路......................................................11第三章温度检测系统软件设计........................................123.1总流程图......................................................123.2延时设计......................................................133.3复位设计......................................................143.4显示设计......................................................14第四章系统仿真调试................................................164.1PROTEUS7.1.....................................................164.2KEILUVISION2...................................................174.3仿真结果分析..................................................194.4硬件焊接及系统调试问题........................................204.5结论..........................................................22致谢..............................................................23参考文献...........................................................24附录...............................................................25第一章选题依据1第一章选题依据在科学技术突飞猛进的今天，温度检测、控制起不可忽视的作用。温度控制无论在医疗电子领域还是工业控制领域应用都非常广泛，如在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制，医疗电子领域的生化分析仪等，内部都涉及到温度控制。本课题它完成了从温度的采集、转换、显示以及报警的一系列任务。本文介绍了以AT89S52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机，单片机进行温度的判断是否超越所设置的温度极限，若低于或高于所设温度，单片机将发出信号使蜂鸣器自动报警。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控报警，完成了课题所有要求。1.1课题背景自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。采用单片机AT89S52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质量和数量。第一章选题依据21.2研究设计内容本系统采用的新型智能化温度传感器DS18B20，能以数字形式直接输出被测点温度值，具有测温误差小、分辨率高、抗干扰能力强、成本低，是研制和开发具有高性价比的新一代温度检测系统的核心器件。本系统设计了一个由数字化测温元件构成的温度检测报警系统，本系统包括了温度检测、温度显示、温度越限报警等部分。本系统主要运用了单片机AT89S52，高性能CMOS8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的。兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元等强大功能。也采用了新型传感器DS18B20，利用它的体积小，高精度、强大的读写功能等特点进行温度的采集。用PNP型三极管做驱动，采用4位共阴LED动态显示方式。主要采用了手动复位操作。第二章温度检测系统的硬件设计3第二章温度检测系统的硬件设计2.1电路总体原理框图温度测量及显示、报警系统控制的总体结构如图2-1所示。系统主要包括现场温度采集、温度显示、电路控制输出、与报警装置和系统核心AT89S52单片机作为微处理器。图2-1电路总体原理框图温度采集电路以数字量形式将现场温度传至单片机。单片机结合现场温度与用户设定的目标温度，进行判断是否超越极限以此控制蜂鸣器自动报警。第二章温度检测系统的硬件设计42.1.1AT89S52介绍1、AT89S52性质AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S52具有如下特点：40个引脚，8kBytesFlash片内程序存储器256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。AT89S52芯片有40条引脚，双列直插式封装引脚图如2-2图所示：2-2AT89S52引脚图Vss(20):接地。Vcc(40)：电源+5V。PSEN（29）：片外程序存储器选通信号，低电平有效。RST/VPD（9）：复位信号输入端。AT89S52接能电源后，在时钟电路作用下，该脚上出现两个机器周期以上的高电平，使内部复位。第二功能是VPD，即备用电源输入端。ALE/PROG（30）：地址锁存信号输出端。P0口（39—32）：双向I/O口，既可作地址/数据总线口用，也可作普通I/O口用。第二章温度检测系统的硬件设计5P1口（1—8）：准双向通用I/O口。P2口（21—28）：准双向口，既可作地址总线口输出地址高8位，也可作普通I/O口用P3口（10—17）：多用途口，既可做普通I/O口，也可按每位定义的第二功能操作。ALE/PROG（30）：地址锁存信号输出端。主要功能特性：兼容MCS-51指令系统8k可反复擦写(1000次）FlashROM32个双向I/O口4.5-5.5V工作电压时钟频率0-33MHz全双工UART串行中断口线256x8bit内部RAM2个外部中断源低功耗空闲和省电模式中断唤醒省电模式3级加密位看门狗（WDT）电路软件设置空闲和省电功能灵活的ISP字节和分页编程双数据寄存器指针2个16位可编程定时/计数器AT89S52共有4个（P0、P1、P2、P3口）8位并行I/O端口，共32个引脚。P0口双向I/O口，用于分时传送低8位地址和8位数据信号；P1、P2、P3口均为准双向I/O口；其中P2口还用于传送高8位地址信号；P3口每一引脚还具有特殊功能，用于特殊信号的输入输出和控制信号。AT89S52内部有一个可编程的、全双工的串行接口。它串行收发存储在特殊功能寄存器SFR的串行数据缓冲器SBUF中的数据。第二章温度检测系统的硬件设计62.2DS18B20的特性适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下由数据线供电。独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为0.5℃。可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在你750ms内把温度值转换为数字，速度更快。测量结果直接输出数字温度信号，以一线总线串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。2.2.1DS18B20的外形和内部结构DS18B20的外形结构及引脚排列图2-3DS18B20外形结构图DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。第二章温度检测系统的硬件设计72.2.2DS18B20的使用方法DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据