安徽财贸职业学院毕业设计
图2-2 电路方框原理图
DS18B20芯片是单片结构,无需外加A/D即可输出数字量,通讯采用单线制,同时该通讯线还可兼做电源线,即具有寄生电源模式,它体积小、精度高,无需标定。适用于单片机合用构成智能温度检测及控制系统。
2.3基于FPGA和热敏电阻pt100的温度测温仪
方案三:该方案主要由输入输出、智能控制、显示、报警、通信5大模块组成。输入输出模块主要是根据温度传感器(采用热敏电阻Pt100)获得的电压信号,然后进行A/D转换,所得信号作为FPGA的输入;智能控制模块主要是根据设定值对被控对象进行控制,由FPGA来实现;显示模块是通过LCD显示屏显示出被测温度;报警模块,当温度达到报警条件时蜂鸣器产生蜂鸣,同时采用不同的LED灯显示高报状态或者低报状态;通信模块,采用串口方式与上位机监控程序进行实时通信(RS232),采用LABVIEW软件进行编程实现上位机的监控。其电路原理方框图如图2-3所示。
图2-3 电路原理方框图
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安徽财贸职业学院毕业设计 第三章 方案的分析与比较
3.1温度传感器的比较
三种方案进行比较,方案一中热敏电阻的性能决定了整个设计产品所能检测的温度
范围。方案二的温度检测范围取决于DS18B20芯片,其范围较小,但足够满足般测量需要,大约为-50℃到150℃。由于方案二更为简洁,有效的利用了智能芯片DS18B20可以直接读出被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。方案三中,由于采用热敏电阻作为温度传感器,中间会经过一些滤波、信号放大、A/D转换等环节,造成系统的抗干扰能力不理想,温线性度的非误差较大。因而最终采用方案二来完成本次设计。
3.2控制器的比较
方案二、三都采用了单片机作为控制,作为一种新型的微处理器,可以通过智能编程方式,可以进行扩展,而且能够具有超温报警和自动控制功能。而方案一没有采用控制,直接把温度显示出来,这样就只能完成对温度的显示。所以,此方案不可取。
第四章 方案的实现
4.1方案实现的原理
按照系统设计功能的要求,确定系统由3个模块组成:主控制器、测温电路、显示电路。原理图如图4-1所示。
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安徽财贸职业学院毕业设计 U119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD39383736353433322122232425262728101112131415161718XTAL29RSTVCC293031PSENALEEAMMBTA63Q1MMBTA63Q2MMBTA63Q3Q4MMBTA6312345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51VCCR210kR310kR410kR510kVCCRP1RESPACK-8VCCC34.7UFC122pFC222pF1VCCX123456789U2321VCCDQGNDDS18B2027.0R110k11.0592MHzGND 图4-1 单片机最小系统
4.1.1单片机系统
实现方案中采用STC89C52单片机作为系统的微处理器,完成对温度传感器、数码管显示处理。
1.芯片引脚介绍
STC89C52芯片引脚图如图4-2所示。
图4-2 STC89C52芯片引脚图
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安徽财贸职业学院毕业设计 2.几个典型管脚电路说明
关于/EA(/EA管脚已内部上拉到VCC)
① 如果外部不加上拉,或外部上拉到VCC,上电复位后单片机从内部开始执行程序;
② 如果外部下拉到地,上电复位后单片机从外部开始执行程序。
关于RST:复位电路图如图5所示。阻容复位时,电容为10uF,电阻为10K。STC的RC/RD+系列单片机RESET引脚内部没有上拉电阻,必须使用10K电阻。其复位电路图如图4-3所示。
RST
图4-3 复位电路图
关于晶振电路推荐采用11.0592MHz-22.1184MHz的晶振;为了方便起振,最好不在XTAL1晶振引脚上接入并联电容,XTAL2引脚上的电容可接入47~33pF(<24MHZ)。晶振电路如图4-4所示。
图4-4 晶振电路图
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? 单片机在线编程电路,如图4-5所示。
图4-5 通过RS232转换芯片实现单片机的在线编程
4.1.2 DS18B20工作原理
1.DS18B20特性简介
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的性能特点如下:
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独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;
多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能; 无须外部器件;
可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V; 零待机功耗;
温度以9或12位数字; 用户可定义报警设置;
报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;
负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;
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