电子工程设计温度控制系统设计.docVIP

电子工程设计 系别： 自动化系 姓名 学号 张德龙 朱豪亮 成占飞 秦　旭 温度控制系统设计 一．系统的发展 温度是一个重要的物理量，它反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过程相联系在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的及控制占据着极其重要地位 图1 温度控制系统电路方框图 1. 控制部分 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； ③ 无须外部器件；④ 可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V； ⑤ 零待机功耗；⑥ 温度以3位数字显示；⑦ 用户可定义报警设置； ⑧ 报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； ⑨ 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 (2) DS18B20的组成： ① 64位光刻ROM 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56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。64闪速ROM的结构如下 图3 DS18B20内部结构图 ② 非挥发的温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限值。 ③ 高速暂存存储CRC的产生64b ROM的最高有效字节中存储有循环冗余校验码（CRC）。主机根据ROM的前56位来计CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。 根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位复位成功后发送一条ROM指令最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待15～60微秒左右后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。 图4 初始化时序 总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，主机响应应答脉冲。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。主机输出低电平，保持低电平时间至少480μs，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7KΩ上拉电阻将总线拉高，延时15～60μs，并进入接受模式，以产生低电平应答脉冲，若为低电平，再延时480μs。 写时序 图5 写时序 写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60μs，且在2次独立的写时序之间至少需要1μs的恢复时间，都是以总线拉低开始。写1时序，主机输出低电平，延时2μs，然后释放总线，延时60μs。写0时序，主机输出低电平，延时60μs，然后释放总线，延时2μs。 读时序 图6 读时序 总线器件仅在主机发出读时序时才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60μs，且在2次独立的读时序之间至少需要1μs的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线1μs。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15μs之内采样总线状态。主机输出低电平延时2μs，然后主机转入输入模式延时12μs，然后读取总线当前电平，然后延时50μs。 ⑵ ROM操作命令 当主机收到DSl8B20 的响应信号后，便可以发出ROM 操作命令，这些命令如下表： 表4 ROM操作命令 指令 约定代码 功 能 读ROM 33H 读DS18B20 ROM中的编码 符合ROM