张飞基于单片机的温度报警器设计论文(初稿) - 图文(4)

2019-02-15 12:26

64 位 ROM 和 单 线 接 口 存储器与控制逻C 高速缓存 温度传感器 高温触发器TH 低温触发器TL 配置寄存器 8位CRC发生器 Vdd 图2-8 DS18B20内部结构

64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共有48位,最后8位是前面56位的CRC检验码。温度报警触发器TH和TL,可通过软件写入户报警上下限。

DS18B20温度传感器与DS18B20单片机的接口电路电源可以通过两种方式使用,一种是使用电源模式,然后DS18B20的1脚接地,两足为信号线,3脚到电源。另一种寄生供电模式下,单片机端口连接单线总线,以确保提供足够和有效的DS18B20的当前时钟周期, MOSFET的人可以被用来完成总线上拉。在这项研究中,选用第一种。

这个原理是DS18B20温度,使得该装置的温度低的振荡频率受该晶体的温度系数小,脉冲信号的频率固定到向下计数器1中产生;晶体的振荡频率高的温度系数随温度变化而变化显著,如通过两个脉冲输入计数器的减法产生的信号。该器件具有一个计数器的门,门打开时计数,对DS18B20由温度测量产生的振荡器时钟脉冲的低温度系数完毕后再计算。计数的开门时间由高温度系数振荡器来决定,每次测量之前,对应于所述第一基站被放置在一个-55℃减法计数器1,温度寄存器,计数器1和温度寄存器中的预置 - 对应于基部55 ℃的值。通过减法产生减法计数器1的低温度系数振荡器的脉冲信号倒计时计数器预置值时降低到0值,温度寄存器将添加一个减法计数器预置1将被重新加载,减脉冲计数器重新开始的通过低温度系数晶体产生计数,等等,直到减法计数器达到零,则停止温度寄存器累加,当温度寄存器值是测得的温度值。其输出用于修正减法计数器预置值时,只要将门保持被重复,直到温度寄存器值大致等于测量到的温度值以上过程的计数器封闭。

由于单向通信功能是分时的DS18B20完成了严格的时隙概念,因此读写时序是非常重要的。各种DS18B20的操作系统通过协议,运营协议:初始化DS18B20发送一个复位脉冲 - 写ROM功能命令 - 发存储器操作命令 - 处理数据。 有六个控制命令DS18B20 指 令 温度转换

约定代码 44H 操 作 说 明 启动DS18B20进行温度转换 13

读暂存器 写暂存器 复制暂存器 重新调E2RAM 读电源供电方式 BEH 4EH 48H B8H B4H 读暂存器9个字节的内容 将数据写入暂存器的TH和TL字节 把暂存器的TH和TL字节写到E2RAM中 把E2RAM中的TH和TL字节写到暂存器TH、TL字节 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU 表2-4

2.4温度报警器的主要功能设计

(1)传感器MQ-2的电压模拟输出范围为0~5V。 (2)模数转换芯片ADC0804采样电压范围为0~5V,分辨率为8位,采样精度为5/256V, 达到256个量化级的数字电压,工作频率为1MHz。

(3)LCD显示器用10K的可调电阻调节保证其清晰显示,消除“鬼影”显示数据。 (4)检测温度传感器DS18B20测得的温度信息。

(5)通过检测到的烟雾溶度和实时温度,控制报警器。

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3 系统的硬件电路

3.1 STC89C52的时钟电路和复位电路

(1)时钟电路:

STC89C52与内部振荡器包括一个反相放大器的一个单芯片,XTAL1和XTAL2是振荡器电路和输出端的输入端,内部或外部时钟可以在XTAL1和XTAL2引脚的外部晶体振荡器y为生成的,内部振荡电路将产生自振荡。定时元件用石英晶体和电容器的并联谐振电路系统。晶体频率选择12MHZ,电容值C1,C2取的30pF的电容器从频率调谐的作用大小。时钟电路如图3-1。

图3-1 时钟电路和复位电路图

(2)复位电路:

单片机有多种复位电路,本设计采用自动复位(上电复位)与手动复位方式,电路如图3-3。当上电时,C3充电,电源经过电容器C3加到RESET引脚,使单片机复位;在正常工作状态下,按下复位键时单片机复位。

3.2 A/D转换电路

A/D转换器的位数与被测量对象的精度有关。一般情况下,电路设计的A / D转换器的分辨率是大于最小信号的分辨率更高的是所测量的对象。如果你想测量电源电压的电平,电压输出范围为0-10V,如要求精确到0.1V,即分辨率为0.1/10=0.01=1%。 8,选择实际的A / D转换器即可满足要求,8只A/ D转换器有1/256=0.4%的分辨率。并行接

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口A / D芯片仍然是最流行的是ADC0804,ADC0809,AD574,等等。该系统采用实现ADC0804模拟到数字信号的转换。ADC0804主要技术指标如下: (1) 高阻抗状态输出

(2)分辨率:8 位(0-255) (3) 存取时间:135 ms (4) 转换时间:100 ms (5) 总误差:-1-+1LSB

(6) 工作温度:ADC0804C为0度-70度;ADC0804L为-40 度-85 度 (7) 模拟输入电压范围:0V-5V (8) 参考电压:2.5V (9) 工作电压:5V (10) 输出为三态结构

ADC0804芯片介绍

图3-2 ADC0804规格及引脚分布图

本设计采用A / D芯片ADC0804 , 8位CMOS单信道是逐次逼近型A / D转换器,其规格和引脚图如图3-2所示,大致如下各引脚的功能:

/ CS :芯片的片选信号,低电平有效,即, / CS = 0时,芯片正常工作时,多个外部ADC0804芯片,该信号可以被用来作为选择地址通过不同的地址ADC0804芯片,以使不同的信号,这可以实现分时复用的多个ADC通道。

/ WR :当您启动ADC0804 ADC采样进行的,该信号为低电平有效,即/ WR从高电平变成低电平,触发ADC转换的信号。

/ RD :低电平有效,也就是说, / RD = 0 ,则可以通过数据端口DB0 ? DB7读出该样品的结果。

UIN ( +)和名单( - ) :模拟电压输入,模拟电压输入连接器UIN ( +)端子, UIN ( - )接地。当双侧输入UIN (+) , UIN ( - )连接到正的模拟电压信号分别端子和负极端子。当模拟输入电压信号的“零电压漂移”的存在时,在UIN ( - )连接到一个等效的零点偏移电压,该电压被自动从UIN (+)的转化时减去。

VREF / 2 :进入参考电压引脚,该引脚可外接电压也可以是空置的,如果外部电压, ADC参考电压的外部电压的两倍,如果没有外部的,它是一种常见的电源电压Vref和Vcc时,在这一点上是电源电压Vcc的ADC的参考电压的值。

CLKR和CLKIN :外部RC电路产生所需的时钟信号, ADC时钟频率CLK =

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1/1.1RC ,为100kHz至1.28MHz的频率范围一般要求。 AGND和DGND :分别连接到模拟地和数字地。

/ INT:中断请求信号输出引脚,该引脚为低电平,一个A / D转换完成后,

究其原因,/ INT=0,实际应用中,该引脚应是一个外部中断输入引脚连接到微处理器(MCU是51 INT0,INT1脚),当/ INT信号是积极的,你需要等待/ RD= 0为了读取正确的结果A / D转换,ADC0804如果单独使用,也可以是/ INT引脚悬空DB0?DB7:8位二进制结果输出A / D转换。

图3-3 ADC0804转换器的工作时序

表3-1:ADC0804模拟转数字对照表 十六进制 二进制码 与满刻度的比率 相对电压值VREF=2.560V 高四位字节 低四位字节 高四位电压 低四位电压 F 1111 15/16 15/256 4.800 0.300 E 1110 14/16 14/256 4.480 0.280 D 1101 13/16 13/256 4.160 0.260 C 1100 12/16 12/256 3.840 0.240 B 1011 11/16 11/256 3.520 0.220 A 1010 10/16 10/256 3.200 0.200 9 1001 9/16 9/256 2.880 0.180 8 1000 8/16 8/256 2.560 0.160 7 0111 7/16 7/256 2.240 0.140 6 0110 6/16 6/256 1.920 0.120 5 0101 5/16 5/256 1.600 0.100 4 0100 4/16 4/256 1.280 0.080 3 0011 3/16 3/256 0.960 0.060 2 0010 2/16 2/256 0.640 0.040 1 0001 1/16 1/256 0.320 0.020 0 0000 0 0 例:VIN=3V.由上表可知2.880+0.120=3V 为10010110=96H

3.3声音报警电路

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