DS18B20数字温度计最新毕业设计
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基于DS18B20数字温度计设计
The design of temperature sensor based on
DS18B20 digital thermometer
By May 2012
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作者签名: 年 月 日
导师签名: 年 月 日
摘 要
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展本文介绍了一种基于DS18B20的数字温度计设计方案。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用方案。利用AT89S52单片机控制DS18B20进行数据采集并由HS1602液晶显示模块显示结果,另外,采集结果可由RS-232-C接口送入计算机显示并存储。按键控制实现过界报警温度设定和实时监控,利用AT24C08芯片进行存储,实现温度测量存储与再现。 关键字:温度采集 存储再现 过界报警 串行通信
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Abstract
With the continuous improvement of people's living standard, single-chip control is undoubtedly one of the people to pursue the goal, it brings the convenience is undeniable, which is a typical example of the digital thermometer is required of it, but it is increasingly the higher is the modern, scientific research, life and provide better more convenient facilities will need to start from several single-chip technology, all toward the digital control, intelligent control of the direction. In this page we introduced a conception of the numerical thermometer based on DS18B20. Digital thermometer as described in this design compared with traditional thermometer readings, temperature range and accurate temperature measurement, the output temperature with digital display for accurate temperature place, or research laboratories .The conception makes use of AT89S52 control DS18B20 to carry on the data collection and displays the result use the HS1602 liquid crystal display module. Moreover, the result can be sent into the computer by the interface of RS-232- C to display and store. The key control carries out the temperature setting of over the boundary to alarm and real-time monitoring, and makes use of the chip of AT24C08 carries on the storage, and carrying out the temperature measurement storage and reappearing.
Keywords: Temperature collection Storing to reappear Over the boundary to
alarm Serial communication.
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目 录
摘 要 .............................................................................................................................................. i Abstract ........................................................................................................................................ ii 1 引言 ............................................................................................................................................. 1
1.1选题目的和意义 ................................................................................................................. 1 1.2国内外目前的研究进展和成果 ......................................................................................... 1 1.3本课题研究的内容 ............................................................................................................. 1
2 总体设计 .................................................................................................................................... 3
2.1 方案论证 ............................................................................................................................ 3
2.1.1 温度传感器 ............................................................................................................. 3 2.1.2 单片机系统 ............................................................................................................. 3 2.1.3 电源模块 ................................................................................................................. 4 2.1.4 显示模块 ................................................................................................................. 4 2.1.5 确定方案 ................................................................................................................. 4 2.2 总体设计 ............................................................................................................................ 5
3 硬件设计 .................................................................................................................................... 6
3.1 单片机系统 ........................................................................................................................ 6 3.2 温度传感器模块 ................................................................................................................ 6
3.2.1 DS18B20原理 ......................................................................................................... 7 3.2.2 DS18B20电路连接 ............................................................................................... 11 3.3 液晶显示模块 .................................................................................................................. 11 3.4存储模块 ........................................................................................................................... 14
3.4.1 AT24C08结构 ....................................................................................................... 14 3.4.2 AT24C08工作原理 ............................................................................................... 16 3.4.3 AT24C08的连接电路 ........................................................................................... 16 3.5 串口通信模块 .................................................................................................................. 17 3.6 电源模块 .......................................................................................................................... 18
4 软件设计 .................................................................................................................................. 19
4.1 主程序流程 ...................................................................................................................... 19 4.2 DS18B20模块程序设计 .................................................................................................. 19
4.2.1 程序流程 ............................................................................................................... 19 4.2.2 程序源码 ............................................................................................................... 20 4.3 HS1602驱动程序设计 ..................................................................................................... 20
4.3.1 程序流程 ............................................................................................................... 20 4.3.2 程序源码 ............................................................................................................... 21 4.4 AT24C08存储模块程序设计 .......................................................................................... 21
4.4.1 程序流程 ............................................................................................................... 21 4.4.2 程序源码 ............................................................................................................... 21
4.5 单片机端通信程序设计 .................................................................................................. 21
4.5.1 程序流程 ............................................................................................................... 21 4.5.2 程序源码 ............................................................................................................... 22 4.6 PC端通信程序设计 ......................................................................................................... 22
4.6.1 程序流程 ............................................................................................................... 22 4.6.2 程序源码 ............................................................................................................... 23
结 论 ........................................................................................................................................... 24
致 谢 ........................................................................................................................................... 25 参考文献 ...................................................................................................................................... 26 附录A 程序源码 ....................................................................................................................... 27 附录B总体完全电路图 ........................................................................................................... 40
1 引言
1.1选题目的和意义
随着电子技术的发展,人们的生活日趋数字化,多功能的数字温度计可以给我们的生活带来很大的方便;支持“一线总线”接口的温度传感器简化了数字温度计的设计,降低了成本;以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20为核心,以ATMEL公司的AT89S52为控制器设计的DS18B20温度控制器结构简单、测温准确、具有一定控制功能的智能温度控制器。
那么,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
1.2国内外目前的研究进展和成果
测量温度的关键是温度传感器,温度传感器的发展经历了3个阶段:传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向发展。
在这个信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现的时代。能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差。与传统的温度计相比,这里设计的数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。选用AT89C52型单片机作为主控制器件,DSl8B20作为测温传感器通过HS1602液晶显示模块显示结果,实现温度显示。通过DSl8B20直接读取被测温度值,进行数据转换,该器件的物理化学性能稳定,线性度较好,在0℃~100℃最大线性偏差小于0.1℃。该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。另外,该温度计还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。
1.3本课题研究的内容
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本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用8086系统AT89S52,测温传感器使用DS18B20,由HS1602液晶显示模块显示结果,能准确达到以上要求。
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2 总体设计
2.1 方案论证
2.1.1 温度传感器
方案一:采用热敏电阻可满足测温要求,但热敏电阻精度低,重复性和可靠性较差,对于精度要求较高的测温不适用,而且采用热敏电阻要求复杂的电路和算法,增加了设计复杂度。
方案二:采用专用的集成温度传感器(如AD590、LM35/LM45)和数字化温度传感器(DS18B20、DS1620)测温,数字化温度传感器具有接口简单、直接数字量输出、精确度高等优点。DS18B20数字温度传感器接线方便,封装成后可应用于多种场合,如管道式,螺纹式,磁铁吸附式,不锈钢封装式,型号多种多样,有LTM8877,LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温,高炉水循环测温,锅炉测温,机房测温,农业大棚测温,洁净室测温,弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器,它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,它的测量温度范围为-55~+125℃,在-10~+85℃范围内,精度为±0.5℃,现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性,适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等,DS18B20支持3~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、更方便、更便宜、体积更小。DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,精度为±0.5℃,分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM中,掉电后依然保存。因此,本方案选用DS18B20作为温度测量传感器。
2.1.2 单片机系统
目前比较流行51系列单片机和凌阳单片机。 AT89C51单片机需要用仿真器来实现软硬件的调试,较为繁琐;AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有
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8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
AT89S52八位单片机除具有AT89C51单片机所有的优点外,具有更大的程序存储空间,可在线仿真的功能,方便调试。凌阳十六位单片机虽然可以更好的完成控制功能,但较AT89S52八位单片机价格昂贵,而且编程以及外围功能电路的设计都不及AT89S52成熟。因此,选用AT89S52八位单片机作为温度采集的控部分。
2.1.3 电源模块
采用普通的直流电源实现电路简单,而且采用集成电源芯片设计的直流电源电压比较稳定,完全满足系统各模块的供电要求,但是普通直流电源体积比较大,变压器的散热对测温精度也有影响,所以,选用锂离子手机充电电池和配套的锂电池充电器作为系统的供电模块。手机用的锂电池电压范围是3.6V到4.2V,限定充电电压是4.25V,完全满足AT89S52和DS18B20等各模块的工作电压范围。
2.1.4 显示模块
由于系统要求实现测量环境温度、测量体温、过界报警设置、温度存储再现等多种功能,要显示的信息不仅仅是温度值,所以采用数码管显示几乎不可能。另外,手机电池电量有限,而数码管耗电较大,不符合设计要求。因此,选用常见的HS1602液晶显示模块显示测温结果。
2.1.5 确定方案
为了不失通用性和智能性,本方案采用AT89S52单片机作为控制器,单总线温度传
感器DS18B20进行温度采集。电源部分没有采用普通的直流电源而利用锂离子手机充电电池和配套的锂电池充电器,手机用的锂电池电压范围是3.6V到4.2V,限定充电电压是4.25V,完全满足AT89S52和DS18B20等各模块的工作电压范围。由于手机电池电量有限,所以显示模块使用HS1602液晶显示模块而没有使用数码管。
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表3-2 DS18B20 温度数字对应关系表
DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。暂存存储器包含了8个连续字节,前两个字节是测得的温度信息,第一个字节的内容是温度的低8位,第二个字节是温度的高8位,第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝,第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝,这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新,第六、七、八个字节用于内部计算,第九个字节是冗余检验字节,如表3-3所示。
表3-3 DS18B20暂存器分布
寄存器内容 温度最低数字位 温度最高数字位 高温限制 低温限制 保留 保留 计数剩余值 每度计数值 CRC校验 字节地址 0 1 2 3 4 5 6 7 8 该字节各位的意义为TM R1 R0 1 1 1 1 1 ,低五位一直都是1 ,TM是测试模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式,在DS18B20出厂时该位被设置为0,用户不用改动,R1和R0用来设置分辨率,DS18B20出厂时被设置为12位,分辨率设置如表3-4所示。
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表3-4 分辨率设置表
R1 0 0 1 1 R0 0 1 0 1 分辨率 9位 10位 11位 12位 温度最大转换时间 93.75ms 187.5ms 375ms 750ms 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16~60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。ROM命令令和暂存器的命令如表3-1和表3-5。
表3-5 DS18B20暂存器的命令
指令 温度转换(44H) 读数据(BEH) 写数据(4EH) 复制(48H) 读EERAM(B8H) 说明 启动在线DS1820做温度A/D转换 从高速暂存器读9bits温度值和CRC值 将数据写入高速暂存器的第2和第3字节中 将高速暂存器中第2和第3字节复制到EERAM 将EERAM内容写入高速暂存器中第2和第3字节 读电源供电方式(B4H) 了解DS1820的供电方式 3.2.2 DS18B20电路连接
由于DS18B20 工作在单总线方式,其硬件接口非常简单,仅需利用系统的一条I/ O
线与DS18B20的数据总线相连即可,如图3-5所示。
图3-5 DS18B20电路
3.3 液晶显示模块
HS1602采用标准的16脚接口,其引脚如表3-6所示,其中VSS为地电源,VDD接5V正电源,V0为液晶显示模块对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对
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比度最高,可以通过一个10K的电位器调整对比度。RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器,低电平时选择指令寄存器。RW为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作,当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。LEDA和LEDK为背光电源,LEDA接5V正电源,LEDK接GND。D0~D7为8位双向数据线。
表3-6 接口信号说明
编号 符号 引脚说明 1 2 3 4 5 6 7 8 VSS VDD VL RS R/W E D0 D1 电源地 电源正极 液晶显示偏压信号 读/写选择端(H/L) 使能信号 Data I/O Data I/O 编号 符号 引脚说明 9 10 11 13 14 15 16 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O 背光源正极 背光源负极 数据/命令选择端(H/L) 12 用HS1602液晶显示模块显示字符或字符串之前必须对其进行初始化,HS1602液晶显示模块的初始化如下:
5.0 初始化过程(复位过程) 5.1 延时15ms
5.2 写指令38H(不检测忙信号) 5.3 延时5ms
5.4 写指令38H(不检测忙信号) 5.5 延时5ms
5.6 写指令38H(不检测忙信号)
5.7(以后每次写指令、读/写数据之前均需检测忙信号) 5.8 写指令38H:显示模式设置 5.9 写指令38H:显示关闭 5.10 写指令01H:显示清屏
5.11 写指令06H:显示光标移动设置 5.12 写指令0CH:显示开关及光标位置
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HS1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了128个不同的点阵字符图形,如表3-7所示。
表3-7 CGROM 中的字符代码与图形对应关系
高低 0000 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 CGRAM 0010 ! ” # $ % & ’ ( ) * + , - . / 0011 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : ; < = > ? 0100 @ A B C D E F G H I J K L M N O 0101 P Q R S T U V W X Y Z [ ¥ ] ^ _ 0110 \\ a b c d e f g h i j k l m n o 0111 p q r s t u v w x y z { | } → ← HS1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,如表3-8所示。它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。
表3-8 HS1602液晶模块内部的控制器控制指令
指令 清屏 光标返回 输入方式 显示开关 移位 功能设置 CGRAM地址设置 DDRAM地址设置 指令码 说明 RS R/W D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 清显示,光标回位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * ADD=0时,回原位 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 决定是否移动以及移动方向 0 0 0 0 0 0 1 D C B D-显示,C-光标,B-光标闪烁 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 移动光标及整体显示 0 0 0 0 1 DL N F * * DL-数据位数,L-行数,F-字体 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 设置CGRAM的地址 设置DDRAM的地址 忙标志/读地址计数AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 0 1 BF 读出忙标志位(BF)及AC值 器 AC0 13
CGRAM/DDRAM数据写 1 0 写数据 CGRAM/DDRAM数据读 1 1 读数据 将内容写入RAM中 将内容从RAM中读出 HS1602液晶显示模块可以和单片机AT89S52直接接口,电路如图3-6所示。
图3-6 AT89S52和HS1602液晶模块连接电路
液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平,表示不忙,否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址,也就是告诉模块在哪里显示字符,表3-9是HS1602的内部显示地址。即第1行的显示地址应为80H+显示位置,第2行的显示地址应为C0H+显示位置。
表3-9 HS1602的内部显示地址
显示位置 第1行 第2行 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8A 8B 8C 8D 8E 8F C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 CA CB CC CD CE CF 3.4存储模块
3.4.1 AT24C08结构
本方案利用AT24C08芯片进行存储,实现温度测量存储与再现。AT24C08是ATMEL公司生产的串行EEPROM(8K,1024×8),直接通过I2C总线的SDA中的器件地址码变更来变换读写功能,当从串行时钟线SCL输入正边缘时钟信号时,数据进入每一个EEPROM器件,在负边缘时数据从每个器件中输出,串行数据线SDA双向输送时,该脚用
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漏极开路驱动,1、2、3脚作器件地址输入。其外部引脚及引脚功能如图3-7所示。
A0to A2 SDA SCL WP NC
图3-7 AT24C08外部引脚及引脚功能
地址输入 系列数据 系列时钟输入 读写保护 无连接
AT24C08内部主要由EEPROM存储阵列及其行和列译码电路、电源泵/定时、串行多路调制器、数据寄存器、I2C总线控制逻辑电路组成,如图3-8所示。电源泵的设置免除外设置的写入高压电源;数据寄存器保证了页写数据的装载空间;器件地址比较器用于辩识自己的从地址。
图3-8 AT24C08内部结构图
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3.4.2 AT24C08工作原理
从地址选择
AT24C08片内的存储空间地址采用了一个字地址(WORDADR)字节的寻址,故片内寻址范围为256字节。
页写功能
EEPROM写入时,总需要一定的写入时间(5~15ms),因此,在写入时无法连续写入多个数据字节,在E2PROM器件中设有一定容量的数据寄存器,用户一次写入EEPROM的数据字节不大于页写字节数时可按通常RAM的写入速度装载至EEPROM中的数据寄存器中,随后启动自动写入定时控制逻辑,经过5~10ms自动将数据寄存器中的数据同步写入EEPROM的指定单元中。AT24C08的页写字节数为16。 页地址空间的“翻卷”
对应于页写字节数,数据寄存器分别有2、3、4位页地址,为字地址的低位部分。在写入时,写入数据按照字地址(WORDADR)的最低部分,定为在数据寄存器的页地址空间、数据寄存器地址的低位部分,溢出时不会向字地址的高位部分进位,这就造成写入数据在地址的“翻卷”。
EEPROM的写周期时序
由于页写功能的设置,I2C总线对AT24C08的操作只体现在对其数据寄存器的装载,在数据装载完毕,E2PROM接收到I2C总线发送的停止位后,自动启动一个内部同步的写周期,将数据寄存器中的数据写入EEPROM阵列中,在这个内部写入周期中所有输入皆无效。写周期结束后AT24C08才允许对总线响应。
3.4.3 AT24C08的连接电路
AT24CO8连接电路如图3-9
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图3-9 AT24C08连接电路
3.5 串口通信模块
RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(recommended standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改,在这之前,有RS232B、RS232A,它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。RS-232C适合于数据传输速率在0~20000b/s范围内的通信。
PC机常用DB-9连接器作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2两个串行接口的连接器,它只提供异步通信的9个信号,9针串口功能见表3-10,并且对电缆长度也有要求: RS-232C标准规定,若不使用MODEM,在码元畸变小于4%的情况下,DTE和DCE之间最大传输距离为15m(50英尺)。可见这个最大的距离是在码元畸变小于4%的前提下给出的,为了保证码元畸变小于4%的要求,接口标准在电气特性中规定,驱动器的负载电容应小于2500pF。
表3-10 9针串口功能一览表
针脚 1 2 3 4 5 功能 载波检测 接收数据 发送数据 信号地线 针脚 6 7 8 功能 数据准备完成 发送请求 发送清除 振铃指示 数据终端准备完成 9 本方案对RS-232-C接口采用3线制(RXD、TXD、GND)软握手的零MODEM方式进行单片机和PC之间的数据通信,即PC机和单片机的发送数据线(TXD)与接收数据(RXD)交叉连接,二者的地线(GND)直接相连,其它信号线如握手信号线均不用,而采用软件握手。但由于RS-232-C的逻辑电对地是对称的,与TTL、MOS 逻辑电平完全不同,逻辑0电平规定为+5~ +15V之间,逻辑1是电平为-5~ -15V之间,因此利用MAX232芯片进行电平转换,电路连接如图3-10。
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图3-10 RS-232-C通信连接电路
3.6 电源模块
本方案采用锂离子手机充电电池和配套的锂电池充电器作为电源,手机用的锂电池电压范围是3.6V到4.2V,限定充电电压是4.25V,完全满足各模块的工作电压范围。充电器在作为电源的同时也可以对锂电池进行充电,所以系统在离开市电时可正常工作。充电器电路如图3-11所示。
D8D1AC 220vD2T1D3AC 220vD4C1R1D6R3D7C2R5D5R2R4
图3-11 充电电路
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4 软件设计
4.1 主程序流程
软件部分包括五个部分,对应着系统的五种模式,程序流程如图4-1所示。
初始化 模式选择 State=0 环境温度模式State=1 体温计模式 State=2 State=3 State=4 设定模式 保存/删除数据 读出数据 改状态指示 改状态指示 改状态指示 改状态指示 改状态指示 读最新温度 读最新温度 设定温度值 保存/删除数据 读出数据 刷新显示缓冲区数据 判断是否刷新显示缓冲区数据 刷新显示缓冲区数据 保存数据并刷新显示缓冲区数据 刷新显示缓冲区数据 显示
图4-1程序流程图
4.2 DS18B20模块程序设计
4.2.1 程序流程
DS18B20模块程序主要完成DS18B20的初始化和温度的读去操作,程序流程如图4-2所示。
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图4-2 DS18B20模块程序流程图
4.2.2 程序源码
见附录A DS18B20程序源码
4.3 HS1602驱动程序设计
4.3.1 程序流程
HS1602液晶驱动主要完成HS1602的初始化以及字符和字符串的显示,程序流程如图4-3所示。
开始 1602液晶模块初始化 显示
图4-3 HS1602液晶驱动程序流程图
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4.3.2 程序源码
见附录A HS1602程序源码
4.4 AT24C08存储模块程序设计
4.4.1 程序流程
程序流程如图4-4所示。
选择存模式 存储模式(4) 数据再现模式(5) 选择保存或删除 选择再现数据 调用保存或删除模块 调用显示模块
图4-4 AT24C08存储模块程序流程图
4.4.2 程序源码
见附录A AT24C08程序源码
4.5 单片机端通信程序设计
4.5.1 程序流程
AT89S52单片机串行口是全双工串行通信口,有4 种工作方式:方式0作移位寄存器使用;方式1是波特率可变的8位UART;方式2是波特率固定为两种的9位UART;
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方式3是波特率可变的9位UART。在与PC机通信时我们选用方式1来循环向PC机发送数据,程序流程如图4-5所示。
图4-5 单片机串口通信程序流程图
4.5.2 程序源码
见附录A 单片机通信模块源码
4.6 PC端通信程序设计
4.6.1 程序流程
PC机端串口通信程序主要完成串口的设置、数据的接收和显示,用Microsoft 的Visual Basic 6.0编写,本方案采用Microsoft的ActiveX组件,Microsoft推出的ActiveX技术提供了另外一种实现串行通信的方法,这种方法不仅相对较为简单,而且非常实用。程序流程如图4-6所示。
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图4-6 PC端串口接收程序流程图
4.6.2 程序源码
见附录A PC通信模块源码
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结 论
DS18B20本身就是一种数字温度传感器,它会把温度转换成数字量以后存贮在自身内部,由单片机把DS18B20里面存贮的数字量读出来,然后在数码管上显示出来,当四位数码管显示的温度超过上限值时,DS18B20可以实现报警功能;DS18B20与传统的热敏电阻相比,它能够直接读出被测量温度,并且可跟就实际需要要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方法。可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量,且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息只需要一根口线读写;温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电。而无需额外电源,因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性高。
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Write24( (2 * temp) ,0x00 ); Write24( (2 * temp + 1 ), 0x00);
ReadSumNum(); }
AT89C52程序源码 //串口初始化
void Rs232_int(void) {
SCON = 0x50; TMOD = 0x20; TH1 = 0xFD;
// scon,#50h
;设置成串口1方式,sm2=1,ren=1
// mov tmod,#20h ;波特率发生器t1工作在模式2上
// mov th1, #0fdh ;预置初值(按照波特率9600bps预
置初值)
TL1 = 0xFD;
// mov tl1, #0fdh ;预置初值(按照波特率9600bps预
置初值) }
//发送数据函数
void sent_data(unsigned char Dat) { }
sent_data(0x7e);//向串行口发送数据
sent_data(0x7e);//0x7e为标志位,便于数据同步 sent_data(DataH); sent_data(DataL);
SBUF=Dat; while(!TI); TI=0;
//sent_data: mov
//jnb ti,$
sbuf,a
TR1 = 1;
// setb tr1
;启动定时器t1
//clr ti
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PC端通信源码 串口初始化程序源代码: Private Sub Form_Load() ii = 2
InfoText.Text = \可保存记录\ If Comm1.PortOpen = True Then Comm1.PortOpen = False End If
Comm1.CommPort = 1 ' Comm1.Settings = \1位停止位
Comm1.InputLen = 4 ' Comm1.InputMode = comInputModeBinary ' Comm1.InBufferSize = 4096 ' Comm1.OutBufferSize = 4096 ' Comm1.InBufferCount = 0 ' Comm1.OutBufferCount = 0 ' Comm1.SThreshold = 1 ' Comm1.RThreshold = 4 '接收事件
Comm1.PortOpen = True ' Timer1.Interval = 1000 Timer2.Interval = 2000 Stop_flag = True Flag = 0
Timer2.Enabled = True Animal_heat = False Temph = 0 Templ = 0
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设置串口1
波特率:9600 奇校验,8位数据,一次读取接收缓冲区的一个字符 设置位二进制格式
设置接收缓冲区为256字节 设置发送缓冲区为256字节 清空输入缓冲区 清空输出缓冲区
发送缓冲区空触发发送事件 每X个字符到接收缓冲区引起触发打开串口1
Command4.Caption = \一般模式\End Sub
读缓冲区数据,转换格式并显示温度源代码: Private Sub Comm1_OnComm() Dim temp As Byte
Select Case Comm1.CommEvent '在CommEvent中接收数据 Case comEvReceive
Timer2.Enabled = False Inbyte = Comm1.Input For ii = 1 To 4
If Inbyte(0) = &H7E And Inbyte(1) = &H7E Then Datah = Inbyte(2) Datal = Inbyte(3) GoTo Outhere Else
temp = Inbyte(0) Inbyte(0) = Inbyte(1) Inbyte(1) = Inbyte(2) Inbyte(2) = Inbyte(3) Inbyte(3) = temp End If Next ii
Text1.Text = \数据错误!\ Exit Sub Outhere:
If Animal_heat Then 'Temph = Datah ' Templ = Datal
If ((Datah * 256 + Datal) * 0.0625) > data Then ' data = (Datah * 256 + Datal) * 0.0625
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data1 = (((Datah * 256 + Datal) * 625) Mod 100) * 0.0001 Text1.Text = FormatNumber(((Datah * 256 + Datal) * 0.0625 - data1), 2) + \℃\
data = (Datah * 256 + Datal) * 0.0625 - data1 Else
Text1.Text = FormatNumber(data, 2) + \℃\ Timer2.Enabled = True End If Else
If Stop_flag Then
data1 = (((Datah * 256 + Datal) * 625) Mod 100) * 0.0001 Text1.Text = FormatNumber(((Datah * 256 + Datal) * 0.0625 - data1), 2) + \℃\
'tem = InfoText.Text
' InfoText.Text = InfoText.Text + tem + Chr(13) + Chr(10) ' tem = Text1.Text
Call SaveInfo(InfoText.Text) Timer2.Enabled = True End If End If End Select End Sub
保存数据源代码:
Public Sub SaveInfo(TextInfo As String) Dim Filenumber As String Dim FileName As String Filenumber = FreeFile FileName = \
Open FileName For Output As #Filenumber
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Print #Filenumber, TextInfo Close #Filenumber End Sub
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总体完全电路图如B-1
附录B总体完全电路图
图B-1 系统总体完全电路图
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