基于A(yíng)T89S52單片機的以太網(wǎng)遠程監控系統的設計

2 系統組成及原理
基于AT89S52單片機的以太網(wǎng)遠程溫度監控系統的硬件電路如圖l所示。

系統工作原理：先由DSl8820單線(xiàn)數字溫度傳感器負責實(shí)時(shí)采集現場(chǎng)溫度信號，并把溫度信號直接以數字形式傳送給AT89S52單片機。AT89S52單片機取得相應的數值后經(jīng)主程序分析與設定值比較，根據實(shí)際情況輸出信號控制輸出電路各端口的電平，以驅動(dòng)外圍的控制電路工作，實(shí)現對被控制對象的控制。同時(shí)單片機通過(guò)UART0串口連接到ZNE-100T，通過(guò)以太網(wǎng)與上位機連接，實(shí)現基于以太網(wǎng)的遠程通信。

3 系統硬件設計
本系統硬件主要包括單片機的最小系統、溫度采集電路、顯示電路、告警電路、外圍控制電路和以太網(wǎng)接口模塊等。本系統AT89S52作為核心處理器。AT89S52是Atmel公司生產(chǎn)的低功耗、高性能CMOS8位單片機，片內含有8k字節的EPROM和256字節的RAM。具有ISP(在系統編程)功能。它具有靈活性高、使用方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，該芯片在嵌入式控制系統中得到了廣泛應用。本系統采用Dallas單線(xiàn)數字溫度傳感器DSl8820現場(chǎng)采集溫度數據，打破了傳統的熱電阻、熱電偶再通過(guò)A／D轉換采集溫度的思路，用Atmel公司的Flash單片機AT89S52對數字進(jìn)行處理和控制，通過(guò)RS-232串口，經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)傳到PC機實(shí)現遠程控制。利用AT89S52的ISP(在系統編程)功能，很方便地把編好的程序寫(xiě)到單片機中，并且調試、修改和升級很容易。本系統監控的溫度范圍為0℃～+90℃，溫度值顯示的精度為0．0l，不但可以利用十進(jìn)制實(shí)時(shí)顯示溫度值，還可根據需要設置控制溫度的上、下限，當溫度超過(guò)設定值時(shí)，系統自動(dòng)產(chǎn)生告警指示。以下是各部分的電路功能：
(1)AT89S52單片機
AT89S52是整個(gè)系統的核心處理器，單片機首先把通過(guò)傳感器測到的現場(chǎng)溫度與預先設置的溫度進(jìn)行比較，如果大于或小于預先設置值，就輸出信號去控制加熱器的工作，從而實(shí)現溫度控制。AT89S52還負責液晶顯示、告警，同時(shí)通過(guò)以太網(wǎng)與上位機進(jìn)行通信等工作。
(2)溫度傳感器
溫度傳感器是該系統的關(guān)鍵器件，本文選用的是美國Dallas半導體公司生產(chǎn)的數字化溫度傳感器DSl8820，它支持單總線(xiàn)接口，其內部使用了在板(ON-BOARD)專(zhuān)利技術(shù)。全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內。其測量溫度范圍為-55℃～+125℃，在一10℃～+85℃范圍內，精度為±0．5C。溫度傳感器DSl8820采集到的現場(chǎng)溫度直接以單總線(xiàn)的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現場(chǎng)溫度測量。如：環(huán)境控制、設備或過(guò)程控制、測溫類(lèi)消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品(世界上第一片支持單總線(xiàn)接口的DSl820溫度傳感器)不同，它支持3．0V～5．5V的電壓范圍，使系統設計更靈活、方便，而且DSl8820價(jià)格更便宜，體積更小。DSl8820的內部結構主要有4部分：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。其溫度檢測電路圖如圖2所示。DSl8820管腳GND為電源地，DQ為數字信號輸入／輸出端，VDO為外接供電電源接入端(用寄生電源方式時(shí)接地)。在本系統中用外接電源，DQ接到AT89852的P2．0端，Rl為信號和5V電源之間的上拉電阻。在實(shí)際中，若需要多點(diǎn)檢測時(shí)，可在單總線(xiàn)上掛多個(gè)DSl8820。