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免费毕业文档--基于单片机的温度监测系统(二)

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毕业论文范文题目:免费毕业文档--基于单片机的温度监测系统(二),论文范文关键词:免费毕业文档--基于单片机的温度监测系统(二)
免费毕业文档--基于单片机的温度监测系统(二)毕业论文范文介绍开始:
用技术和单片机应用技术为核心进行开发。其中,涉及到了一线总线技术开发应用;单片机技术开发应用;智能传感器应用等。并且以理论分析和该技术方案为基础,在不断地实验和方案调整中,完成了一个温度监测系统的设计。 2系统硬件电路设计
 2.1基于数字温度传感器的系统硬件设计方案

图2-1 监测系统示意图

 DS1820的所有功能、操作均是在单片机控制下进行的,线上接有若干个DS 1820传感器,即可进行多点的温度采集.值得注意的是所有的命令码均以串行方式通过一线总线输出到DS 1820,读出的数字温度值也以串行方式输入到单片机,并存入数据缓存。
 2.2一线总线网络
根据DS 1820数字温度传感器的功能特点,选择一线总线的网络结构。该网络基于DS1820以及一线总线协议。其特点在后面的章节中将有详细介绍,这里不再讨论。

         …………………
图2-2系统逻辑框图
 2.3系统硬件结构框图
 本系统的硬件,主要由三个部分组成:基于AT89C51单片机及其外围电路的主机控制单元;DS 1820串行组成的一线总线型网络;LED数字显示及其驱动电路。
   电路原理图如下图:
 2.4结构框图的简要说明
 2.4.1 基于AT89C51单片机及其外围电路的主机控制单元
    AT89C51单片机功能强、I/O口多、但是其内部的数据暂存存储器空间比较小,只有128个字节。而DS 1820的ROM码有64位,也就是说,记录一个ROM码要占据8个字节的数据暂存存储器空间,再加上用于搜索、温度值存储、指针等操作所必须额外分配的存储器空间。实际上AT89C51单片机内部已经没有多少富余了,在程序编写中发现,10个ROM码是能允许的最大值。哪怕再增加一个8字节的ROM码都必须使用扩展的片外RAM。考虑到本系统目前只计划应用在较小的机房中,监测点不多;同时,本设计的重点在于数字温度传感器及其一线总线技术的应用研究。因此,没有使用外扩RAM的方法来扩大一线总线网络的规模。相信,即便本系统由于某种原因需要对一线总线网络进行扩展,无论是选择单片机换型,或者选择外扩RAM,实现它们都应没有太大的障碍。
    AT89C51具有4个I/O口,它们分别是P0口、P1口、P2口和P3口。利用其中的3个I/O口,与本系统其它部分连接,分别实现了不同的功能:
    P1口连接着由10个DS 1820传感器组成一线总线网络,还连接着用于显示单个DS 1820传感器ROM码的接口电路。
 P0、P2口连接着LED数字显示单元。P0口连接一片14引脚的反相门芯片7406,用于对6个LED显示灯的选择控制。同时,7406也起到了反向驱动器的作用。P2口连接两片14引脚的7407芯片,用于发送显示内容。同时7407也起到正向驱动器的作用。
 2.4.2  DS 1820串行组成的一线总线型网络
    最多由10片DS 1820组成的一线总线网络,由三条线连接。它们分别是电源线、数据传输线、共用地线。电源线根据DS1820的要求,使用5V的直流供电。在具体设计上可以和AT89C51使用同一个电压源。数据传输线直接连接在P1口的P1.5引脚上,对应着P1寄存器的P1.5数据位,因此主机对总线上的DS 1820的操作实际上就是对P1.5数据位的操作。所以在程序设计时需要注意这一点。
    还有,就是出于对特殊情况的特别考虑,本系统设置了一个插口,用于读出某
个DS 1820传感器ROM码。这个插口除了中间的引脚连接在AT89C51的P1.6引脚上,从硬件上说和一线总线网络的接口没有什么不同。但是从软件上来说,它专用于对单个DS 1820的ROM码读取。实际的设计上,作者在数据线上设置了一个切换跳线,当需要系统进行读 ROM码操作时,就将该引脚接上带5K左右上拉电阻的上拉电;需要系统转入正常的温度监测运行时,就将该引脚的数据传输线连至地线。
 AT89C51通过对P1.6引脚的读和判断,就可以决定是转入读ROM操作还是运行温度监测。通过一个小小的切换跳线,就可以实现在两种功能之间方便地进行切换。这个跳线以及DS 1820插口都设置在主机的面板上,很便于使用。
 2.4.3  LED数字显示及其驱动电路
    LED显示器的工作情况有两种:一种是温度显示;另一种是ROM码显示。DS 1820测温范围上限是125℃,因此温度的十进制显示需要用3位;本系统总线上有10个DS 1820传感器的温度值需要显示,所以要显示系统为每个传感器自动分配的编号,必须设置2位显示;另外考虑到编号和温度的显示值紧挨在一起可能造成混淆,因此在它们之间还增加了分隔的一位。最终选择在这里设置了6位的LED显示。
    当显示ROM码时,即使用十六进制显示,也最少需要显示16个十六进制数。因此设计上,只能是让6个LED从低位到高位逐个显示三次,如此才能全部显示完。考虑到人工记录需要时间,所以软件设计上采用无限循环的显示方式。要想中止显示ROM的操作,只要拔下待测的DS 1820,并且将切换跳线跳至测量温度运行模式即可。
 本系统使用7406和7407作为电路驱动芯片,主要是考虑简化硬件设计和软件设计。降低系统硬件和软件的复杂程度。便于后期调试,以及为将来可能的功能扩展留有余地。系统还可扩展当LED显示超过最高温度后的控制电路,某个监测点的温度超标时将自动开启风扇降低温度,如温度仍然不能降低到控制的范围内,报警系统将被开启,提醒工作人员予以有效措施加以控制。
 2.5系统可行应用分析
 由于监测点的数量不确定,系统规模应具有一定的可伸缩性。也就是说总线上的传感器数量是可以在一定范围内随意增减的。不会因为传感器数量的变化影响系统正常运行。
    系统必须能够同时监测多个点的温度,因此必须具备地址查询的功能。另外每个DS 1820传感器具有一个ROM码,这为实现地址查询提供了技术上的可能。为了能支持总线上的地址识别,对DS 1820传感器ROM码的事先读取是必要的。因此系统必须具备读取和显示ROM码的功能。
   
 作为多路监测系统,确认多个测量点的实际地理位置是必要的。就是说某个传感器被放置在具体某个地方应该明确。否则,即使系统己经提供了某个线路接点温度不正常的信息,管理人员也无法确认是哪里的接点出现了问题。
   
 在这里解决方案是使用自动排序、双地址方案:
    64位的ROM码虽然能确认传感器的唯一性,但直接在传感器的现场识别中使用仍然非常不

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