摘 要：為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中所需要的溫度檢測(cè)與控制，本文以AT89C51單片楓為棱心，設(shè)計(jì)一種具有時(shí)鐘功能的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)控翻的溫度控制器，給出控制器的硬件結(jié)構(gòu)框架與軟件設(shè)計(jì)方案。同時(shí)本文采用了單總線數(shù)字式溫度傳毒器DSI8B20進(jìn)行溫度測(cè)量，電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于智能儀器儀表中。

關(guān)鍵詞：儀器儀表;AT89C51;溫度控削;時(shí)鐘

1、測(cè)溫芯片DS18B20及其應(yīng)用

1．1 DS18B20芯片介紹

DSl8B20是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體器件公司推出的單總線數(shù)字化智能集成溫度傳感器。與其它溫度傳感器相比，DSl8B20具有以下特性^[I-2]：

（1）獨(dú)特的單線接口方式。

（2） DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在唯一的信號(hào)線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。

（3）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件。

（4）測(cè)溫范圍-55℃～+125℃，固有測(cè)溫分辨率0．625℃。

（5）測(cè)量結(jié)果以9～l2位數(shù)字量方武串行傳送。

1．2 DS18B20與微控制器的典型接口設(shè)計(jì)

DS18B20與微控制器的連接可采用兩種方式：一一是外接電源方式。圖1為DS18B20與微控制器的連接圖，DQ端接P2.2，單片機(jī)對(duì)DSl8B20讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)僅需P2.2一根I/O口線，它是以串行通信的方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的。另一種是采用寄生電源方式，具體連接方式可參考文獻(xiàn)^[3]。

1．3 DS18820的軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于DSl8B20進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)應(yīng)符合l—Wire總線協(xié)議．否則DS18B20將不會(huì)響應(yīng)。單片機(jī)訪問(wèn)DS18B20需遵循以下 3個(gè)步驟^[4]。

（1）初始化

（2）發(fā)送ROM命令。

（3）發(fā)送DS18B20功能命令。

2、數(shù)字溫度時(shí)鐘控制器的實(shí)現(xiàn)

2．1 數(shù)字溫度時(shí)鐘控制器的硬件實(shí)現(xiàn) 圖 1 DS18820與單片機(jī)的連接圖

本系統(tǒng)豐要由主控芯片AT89C5l單 片機(jī)，溫度檢測(cè)芯片 DSl8B20以及鍵盤(pán)輸入和液晶顯示組成。系統(tǒng)框圖如圖2所示。

AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，其硬件資源足以提供給該控制器的實(shí)現(xiàn)，并可以通過(guò)軟件的更新對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)。在該控制器中單片機(jī)通過(guò)P2．2口將溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)，通過(guò)軟件的初始化和采集將實(shí)時(shí)溫度顯示在LcD屏幕上，同時(shí)在主程序中完成電子時(shí)鐘的功能設(shè)計(jì)，在屏幕的下方進(jìn)行顯示。如果有中斷產(chǎn)生單片機(jī)可以講此時(shí)的時(shí)間和溫度記錄下來(lái)寫(xiě)入到存儲(chǔ)器當(dāng)中去。

2．2 數(shù)字溫度時(shí)鐘控制器的軟件件實(shí)現(xiàn) 圖3是簡(jiǎn)單的系統(tǒng)程序流程圖。

如圖 3所示系統(tǒng)上電復(fù)位后首先進(jìn)入初始化狀態(tài)，在此初始化時(shí)鐘的定時(shí)器數(shù)據(jù)，和溫度采集的控制位數(shù)據(jù)。，然后系統(tǒng)啟動(dòng)定時(shí)，程序進(jìn)入一個(gè)循環(huán)掃描并顯示的過(guò)程，此時(shí)LCD上面同時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度與時(shí)鐘。

3、結(jié) 語(yǔ)

DS18B20為一線式溫度傳感器，與單片機(jī)連接只需一根I/0線，而顯示溫度和時(shí)間的三線式串行接口液晶模塊也最多占有單片機(jī)的 3根 I/O線，加上調(diào)整時(shí)鐘的按鍵所占 I/0線，一般就是 l0根左右 I/0線即可，故電路的硬件組成相當(dāng)簡(jiǎn)單。從軟件上看，單總線芯片工作量稍大些，且必須按照嚴(yán)格的時(shí)序操作。另外，軟件部分采用C51編寫(xiě)便f移植，也方便嵌入到儀器儀表自身軟件中，從而為其使用提供更好的軟件支持。 上述數(shù)寧溫度時(shí)鐘電路可單獨(dú)作為一個(gè)模塊安裝干儀器儀表中盡供顯示溫度時(shí)間用，而對(duì)于那些需要提取某些參數(shù)的歷史記錄的儀器儀表，則要將該電路設(shè)計(jì)到整個(gè)儀器儀表中，并統(tǒng)一編程。

該設(shè)計(jì)方案的提出可以解決現(xiàn)智能儀器儀表中普遍應(yīng)用的問(wèn)題，并且該方案具有移植性好，成本低，電路簡(jiǎn)單，升級(jí)方便等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)試均可正確運(yùn)行，證明該控制器具有良好的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]沙占友．智能溫度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)[J]．電子技術(shù)應(yīng)用，2002（5）：6～7．

[2]Dallas Semiconductor。DS18B20 Pro－grammable Resolution 1－Wire Digital ThemotrDaahe[J]．2004.

[3]于永學(xué)，葛建．1－Wire總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20及應(yīng)用[J]．電子產(chǎn)品世界，2003（24）：80～82．

[4]張萍．基于數(shù)字溫度計(jì)DS18B20的溫度測(cè)量?jī)x的開(kāi)發(fā)（J]．自動(dòng)化儀表，2007，28 （6）：64～66．

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