的温度计算:当符号位S=0时,直接将二进制位转换为十进制;当S=1时,先将补码变换为原码,再计算十进制值。
温度低位 3 码制转换
在DSl8B20完成温度变换之后,温度值与贮存TH和TL内的触发值相比较因为这些寄存器仅仅是8位,所以0.5℃位在比较时被忽略。TH或TL的最高有较位直接对应于l6位温度奇存器的符号位。如果温度测量的结果高于TH或低于TL,那么器件内告警标志将置位。每次温度测量更新此标志。只要告警标志置位,DSl8B20将对告警搜索命令做出响应。这允许并联连接许多DSl8B20,同时进行温度测量。如果某处温度超过极限,那么可以识别出正在告警的器件并立即将其读出而不必读出非告警的器件。部分温度转换如表4所示:
3.8.2 DSl8B20具体参数及工作方式
表5 部分温度转换值
参
温度 +125℃ +85℃ +25.0625℃ +10.125℃ +0.5℃ 0℃ -0.5℃ -10.125℃ -25.0625℃ -55℃
温度高位 TH TL 配置 保留 保留 保留 8位CRC 表
输入(2进制) 0000 0111 1101 0000 0000 0101 0101 0000 0000 0001 1001 0001 输出(16进制) 数特
07D0H 0550H 0191H 性:
(1)独特的
0000 0000 1010 0010 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1000 1111 1111 0101 1110 1111 1111 0101 1110 00A2H 0008H 0000H FFF8H FF5EH EE6FH 单线接口只需l个接口引脚即可通
1110 1110 0110 1111 25
FE90H 信
(2)多点综合测温能力使分布式温度检测应用得以简化 (3)不需要外部元件 (4)可用数据线供电 (5)需备份电源
(6)测量范围从-55℃至+125℃增量值为0.5℃ (7)以9位数字值方式读出温度 (8)在1秒(典型值)内把温度变换为数字 (9)用户可定义的非易失性的温度告警设置
(10)告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件温度告警情况 (11)应用范围包括恒温控制工业系统消费类产品温度计或任何热敏系统 极限参数:
(1)任何引脚相对于地的电压-0.5V至+7.0V (2)运用温度-55℃至+125℃ (3)贮存温度-55。C至+125℃ (4)焊接温度260℃/l0秒
3.8.3 18B20接口电路
图10 温度传感器接口电路图
(2) DS18B20控制方法 DS18B20有六条控制命令:
温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换 读暂存器 BEH 读暂存器9个字节内容
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写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节 复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中
重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节 读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU
(3) DS18B20供电方式
DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式,如图3.1所示单片机端口接单线总线,为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个三极管来完成对总线的上拉。本设计采用电源供电方式, P2.3口接单线总线为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个上拉电阻和STC89C52的P2.3来完成对总线的上拉。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D变换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10 μs。采用寄生电源供电方式是VDD和GND端均接地。由于单线制只有一根线,因此发送接收口必须是三状态的。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤:
? 初始化。 ? ROM操作指令。 ? 存储器操作指令。
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4 系统软件的设计 4.1 系统主程序设计及流程图
主程序流程图如下图所示。首先要给传感器预热,因为MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器在不通电存放一段时间后,再次通电时,传感器不能立即正常采集烟雾信息,需要一段时间预热。程序初始化结束后,系统进入监控状态。
程序初始化 开始 传感器预热处理 A/D转换 单片机处理,判断否超 信号采集 否 过设定报警值 是 进入报警子程序 图11 主程序流程图
在整个报警系统工作中,烟雾浓度信息经ADC0832转换处理后,由单片机进行分析处理,判断系统是否启动报警。主程序还包括LED八段式数码管浓度字符显示功能、手动报警功能、报警浓度设定功能,中断子程序等,使报警器功能更加完善,给用户带来便利。
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5 硬件调试及调试中遇到的问题
第一步为目测,单片机应用系统电路全部手工焊接在洞洞板上,因此对每一个焊点都要进行仔细的检查。检查它是否有虚焊、是否有毛剌等。
第二步为万用表测试,先用万用表复核目测中认为可疑的连线或接点,查看它们的通断状态是否与设计规定相符,再检查各种电源线与地线之间是否有短路现象。
第三步为加电检查。当系统加电时,首先检查所有插座或器件引脚的电源端是否有符合要求的电压值,接地端电压值是否接近零,接固定电平的引脚端是否电平正确。
第四步是联机检查。
在对硬件电路调试过程中,还遇到了不少问题,第一次把所有的元件都焊上去后,都准备调试了,才发现正负极的插针离得太近了,不容易接电源,本不该犯的错误,这些都是由于自己的粗心大意造成的,所以说,做任何事情都必需经过“三思而后行”,来不得半点的马虎,否则浪费了时间和精力。 6 电路的调试
首先烧入显示程序,看显示正不正常。在调试程序时,发现有的指令用的不正确,导致电路功能不能完全实现,另外软件程序中的延时有的过长、有的过短。类似的现象还有很多就不一一列举了。 7 总结评价
烟雾检测报警器可保障生产与生活的安全,避免火灾和爆炸事故以及煤气中毒的发生,它是防火、防爆和安全生产所必备的仪器,具有广阔的市场空间与发展前景。 本论文在对烟雾传感器和报警技术进行深入研究的基础上,全面比较国内外同类产品的技术特点,合理地确定系统的设计方案。并对仪器的整体设计和各个组成部分进行了详细的分析和设计。
本论文设计的烟雾报警器由烟雾信号采集电路与单片机控制电路两大部分构成。根据设计要求、使用环境、成本等因素,选用MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器。该传感器是对以烷类烟雾为主的多种烟雾有良好敏感特性的广谱型半导体敏感器件。它的灵敏度适中,具有响应与恢复特性好,长期工作稳定性、重现性、不易受环境影响及抗温湿度影响等优点。
在系统单片机控制电路的设计上,采用了高性能、高整合度的STC89C52单片机作
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