基于A(yíng)T89C51&DSl8820的數字溫度計設計
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隨著(zhù)現代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統工業(yè)改造的逐步實(shí)現．能夠獨立工作的溫度檢測和顯示系統應用于諸多領(lǐng)域。傳統的溫度檢測以熱敏電阻為溫度敏感元件。熱敏電阻的成本低，但需后續信號處理電路，而且可靠性相對較差，測溫準確度低，檢測系統也有一定的誤差。與傳統的溫度計相比，這里設計的數字溫度計具有讀數方便，測溫范圍廣，測溫精確，數字顯示，適用范圍寬等特點(diǎn)。選用AT89C51型單片機作為主控制器件，DSl8820作為測溫傳感器通過(guò)4位共陽(yáng)極LED數碼管串口傳送數據，實(shí)現溫度顯示。通過(guò)DSl8820直接讀取被測溫度值，進(jìn)行數據轉換，該器件的物理化學(xué)性能穩定，線(xiàn)性度較好，在O℃~100℃最大線(xiàn)性偏差小于0．1℃。該器件可直接向單片機傳輸數字信號，便于單片機處理及控制。另外，該溫度計還能直接采用測溫器件測量溫度，從而簡(jiǎn)化數據傳輸與處理過(guò)程。
2 系統硬件設計方案
根據系統功能要求，構造圖1所示的系統原理結構框圖。
2．1 單片機的選擇
AT89C51作為溫度測試系統設計的核心器件。該器件是INTEL公司生產(chǎn)的MCS一5l系列單片機中的基礎產(chǎn)品，采用了可靠的CMOS工藝制造技術(shù)，具有高性能的8位單片機，屬于標準的MCS一51的CMOS產(chǎn)品。不僅結合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功耗特征，而且繼承和擴展了MCS一48單片機的體系結構和指令系統。
2．2 溫度傳感器與單片機的連接
溫度傳感器的單總線(xiàn)(1-Wire)與單片機的P2．0連接，P2．0是單片機的高位地址線(xiàn)A8。P2端口是一個(gè)帶內部上拉電阻的8位雙向I／O，其輸出緩沖級可驅動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對該端口寫(xiě)“1”，可通過(guò)內部上拉電阻將其端口拉至高電平，此時(shí)可作為輸入口使用，這是因為內部存在上拉電阻，某一引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì )輸出一個(gè)電流。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲器或16位地址的外部數據存儲器時(shí)。如執行MOVX DPTR指令，則表示P2端口送出高8位的地址數據。在訪(fǎng)問(wèn)8位地址的外部數據存儲器時(shí)，可執行MOVX RI指令，P2端口內容即為特殊功能寄存器(SFR)區中R2寄存器內容，整個(gè)訪(fǎng)問(wèn)期間不改變。在Flash編程和程序校驗時(shí)，P2端口也接收高位地址和其他控制信號。圖2為DSl8820內部結構。圖3為DSl8820與單片機的接口電路。
2．3 復位信號及外部復位電路
單片機的P1．6端口是MAX813看門(mén)狗電路中喂狗信號的輸入端，即單片機每執行一次程序就設置一次喂狗信號，清零看門(mén)狗器件。若程序出現異常，單片機引腳RST將出現兩個(gè)機器周期以上的高電平，使其復位。該復位信號高電平有效，其有效時(shí)間應持續24個(gè)振蕩脈沖周期即兩個(gè)機器周期以上。若使用頻率為12 MHz的晶體振蕩器，則復位信號持續時(shí)間應超過(guò)2μs才完成復位操作。
2．4 單片機與報警電路
系統中的報警電路是由發(fā)光二極管和限流電阻組成，并與單片機的P1.2端口連接。P1端口的作用和接法與P2端口相同，不同的是在Flash編程和程序校驗期間，P1接收低8位地址數據。
2．5 電源電路
由于該系統需要穩定的5 V電源，因此設計時(shí)必須采用能滿(mǎn)足電壓、電流和穩定性要求的電源。該電源采用三端集成穩壓器LM7805。它僅有輸入端、輸出端及公共端3個(gè)引腳，其內部設有過(guò)流保護、過(guò)熱保護及調整管安全保護電路．由于所需外接元件少，使用方便、可靠，因此可作為穩壓電源。圖4為電源電路連接圖。
2．6 顯示電路
采用技術(shù)成熟的74HCl64實(shí)現串并轉換。LED顯示分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。這里采用靜態(tài)顯示，系統通過(guò)單片機的串行口來(lái)實(shí)現靜態(tài)顯示。串行口為方式零狀態(tài)，即工作在移位寄存器方式，波特率為振蕩頻率的1／12。當器件執行任何一條將SBUF作為目的寄存器的命令時(shí)，數據便開(kāi)始從RXD端發(fā)送。在寫(xiě)信號有效時(shí)，相隔一個(gè)機器周期后發(fā)送控制端SEND有效，即允許RXD發(fā)送數據，同時(shí)允許從TXD端輸出移位脈沖。圖5為顯示電路的連接圖。
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