单片机温度检测记录系统

单片机温度检测记录系统1. 任务目的 温度参数检测在测控系统、工业控制等场合中占有重要地位。针对环境温度检测，贴 片机 PCB 板制造中回流焊接温度的测量分析，喷涂业、食品加工业、陶瓷工业、生物科研 领域等需要检测和分析温度变化的场合， 设计一个具有温度实时显示和动态记录功能的温度 检测记录系统，对于提高工作效率和实现智能化测控具有很好的应用价值。 通过本任务学习单片机与外围接口芯片的软硬件实际，系统掌握常用的串行总线接口 2 ------单总线、I C 总线(2 线)、SPI 总线（3 线或 4 线）的协议规范和应用方法，为在工作实 践中灵活应用各种接口芯片奠定基础。 2. 设计要求 设计并制作出具有如下功能的温度检测系统。 （1）LED 显示实时时钟：年、月、日、时、分、秒。 （2）每 30s 采样温度，LED 更新显示温度值。 （3）按键触发存储当前温度和时钟信息（年、月、日、时、分、秒）. （4）按键触发串口传输存储的温度和时钟信息。 （5）温度测量精度： 3 系统方案 系统选用 AT89S52 单片机作为主控制器，选用独立式按键 128X64 图形点阵 LED 模块 LM6029 作为人机接口。外围接口芯片还有数字温度传感器 DS18B20、实时时钟 S35190A、 存储温度信息的 EEPROM 芯片 24LC02B。另外，通过单片机的串口资源传输温度信息到 PC,动态检测、记录温度变化显示。 系统工作流程介绍如下。 （1）时间显示：上电后，系统自动进入时间显示，显示当前的年、月、日、时、分、秒的 时间信息，每隔 1s 刷新显示。 （2）检测温度：每隔 30s 动态检测温度一次，并在 LED 上显示温度信息 （3）记录温度：按下 0#键，LED 显示提示温度“正在存储”,完成向 EEPROM 存储当前 温度和时间信息（共 7B）的功能，同时记录已存储温度的总记录数。 （4）传输温度：按下 1#键，从 EEPROM 中取出温度和时间信息到发送缓冲区中，通过串 口发送数据到 PC，PC 可通过串口调试软件接受显示。 4.系统硬件设计 系统硬件设计 系统硬件包括 MCU、温度检测（包括实时时钟检测） 、温度存储（EEPROM 存储） 、温 度传输（串口电平转换）和人机接口（LED 与按键）五个主要模块电路，系统硬件如图 9.9 所示，电路原理如图 9.10 所示。

人机接口-温度显示部分温度检测部分定时时钟 S35190ALCD 显示 DS18B20 温度传感器 MCU 键盘 温度存储部分 EEPROM 24LC02B温度传输MAX3232 电平转换PC 图 9.9 温度检测系统硬件框图 （1）MCU 控制模板 由于系统的控制方案简单，数据量也不大，考虑到系统的可扩展性，MCU 选用 AT89S52 作 为控制系统的核心。AT89S52 是 Atmel 公司推出的一种低消耗、高性能的 CMOS 单片机， 它采用 8051 内核， 引脚与 MCS-51 系列单片机全兼容， 内带 8KB 可编程 Flash 存储器、 256B 内部 RAM、3 个 16 位的定时/计数器、WDT，并具备在系统可编码 ISP 功能，便于程序在 系统修改和调试，可大大缩短系统的开发周期。 AT89S52 单片机采用外部时钟方式，系统采用 11.059MH 中的工作频率。 （2）温度检测 温度检测部分包括数字温度传感器 DS18B20 和 RTC 时钟 S35190A。

温度检测电路采用 Dallas 公司生产的 1-Wire 接口数字温度传感器 DS18B20，如图 9.11 所示，它采用 3 引脚 T0-92 封装，温度测 量范围为-55~+125℃，编程设置 9~12 位分辨率。现场温度直接以 1-Wire 的数字方式传输， 大大提高了系统的抗干扰性。MCU 只需一根端口线就能与多个 DS18B20 通信，但需要接 4.7kΩ的上拉电阻。该芯片硬件接口简单，可节省大量的引线和逻辑电路，具有很好的通用 性。系统中将单片机的 P1.7 引脚与 DS18B20 的数据线连接。 S35190A 是精工电子公司提供的 CMOS 实时时钟芯片，可以在超低消耗电流、宽工作电 压范围内工作， 具有 3 线 SPI 串行总线接口。 其工作电压为 1.3~5.5 可适合用于从主电源电 压开始到备用电源电压驱动为止的宽幅度的电源电压。计时工作时，消耗电流为 0.25μA， 工作电压为 1.1V，可大幅度改善电池的持续时间。芯片设置了时钟调整功能，可以在很宽 -6 范围内校正石英的频率偏差，以最小分辨能力为 1x10 来进行校正。 如图 9.10 所示， 系统中将单片机的 P1.2 引脚连接 SIO 串行数据信号线， P1.3 连接 SCK 时钟信号，P1.4 连接 CS 片选信号。 （3）温度存储 为了在掉电状态下能够存储温度和时钟信息，系统选用 EEPROM 芯片 24LC02B。该芯片 是 CMOS2048 位串行 EEPROM，在内部组织成 256x8 位存储格式，具有低消耗的特点，工作电 压为 2.5~5.5V。 2 24LC02B 具有允许在简单的 2 线总线上工作的串行接口和软件协议， 即常说的 I C 总线， 占用端口少，同时采用标准协议，使得软件设计模块化和可重用性大大提高。 如图 9.10 所示， 系统中芯片 24LC02B 的串行时钟 CSL 端与单片机的 P1.5 相连， 串行数 据 SDA 端与单片机的 P1.6 相连，注意这两个信号端都需要接 10kΩ的上拉电阻。 2 由于在这个 I C 总线上只有一个器件，所以把 24LC02B 的地址设为 000，即把 A0、A1、 A2 都接地。另外 WP 为写保护引脚，如果该引脚接高电平，则处于写保护状态，因此需要将 其接地以保证能够进行读写。单片机检测得到的温度和时钟信息通过 SDA、SCL 向 24LC02B 传送。 (4).温度检测 系统采用串口通信， 将温度星系传输到上位机 PC 中， 以便进行更多的信息处理及动态检测。 系统选用 MAX 公司推出的 RS232 电平转换芯片 MAX3232。 串口 RS232 电平是-10~+10V， PC

而一般的单片机应用系统的信号电压是 TTL 电平 0~+5V，MAX232 可以实现其间的电平转 换功能，而且该芯片具有低功耗特征，可采用 5V 或 3.3V 供电，耗电流为 0.3mA。 (5)人机接口 人机接口电路包括键盘和 LCD 显示两部分电路。 LCD 模块 LM6029 是一款 128×64 的图形点阵 LCD，采用 S6B0724 控制器，8 位并口 数据传输方式，可以实现字符、图形等的显示。如图所示，LCD 的 8 并行数据选用 P2 口， 读控制线RD 连接单片机的 P3.6 引脚，写控制线 WR 连接单片机的 P3.7 引脚，数据与命令选择 RS 连接单片机的 P3.4，复位线 RES 连接单片机的 P3.5，片选 CS 接地。 为实现记录温度和传输温度的控制功能，系统设置连个功能键，分别连接单片机的 P1.0 和 P1.1 引脚，如图 9.10 所示。 0#键：记录触发键，按下它后即将当前的温度记录和时钟信息存储到 EEPROM 中。 1#键：传输触发键，按下它后即将 EEPROM 中存储的数据通过串口传输到 PC。5 系统软件整体设计 根据任务要求及需求分析，首先把任务分为相对独立的功能模式，系统的详细模块划 分如图 9.12 所示，包括 LCD 显示、1 线读温度等 6 个功能模块，每个模块包含若干相干函 数。 （1） 主程序模块 main.c：完成系统初始化，调用时钟和温度控制函数，显示当前温度 和时间。循环扫描按键，按下 0#键则调用读写数据存储器函数实现数据存储；按 下 1#键则调用串口发送函数实现数据传输。 另外串口传送函数模块也一直放置在 main.c 中实现。 （2） LCD 显示模块 LM6092.c：实现 LCD 模块的初始化、写命令、写数据、设置页地 址、显示字符、显示汉字等函数。 （3） 1 线读温度模块 DS18B20.c：实现 DS18B20 初始化、读字节、写字节、读温度数 据命令等函数。 （4） 2 线 I 2 C 存储器模块 M24LC02.c：实现 24LC02B 存储器的 I 2 C 时序、存储单字 节、存储一页 8 字节数据、读某地址单元的单字节数据、读连续若干字节数据等 函数。 （5） 3 线 SPI 时钟模块 S3519.c：实现时钟芯片的初始化设置，读字节、写字节、配置 状态寄存 …… 此处隐藏：8283字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……