基于at89s52的温度报警系统

基于at89s52的温度报警系统内容摘要：

芯片 24C02 特性： 与 400KHz I2C 总线兼容 到 伏工作电压范围 低功耗 CMOS 技术 写保护功能当 WP 为高电平时进入写保护状态 页写缓冲器 自定时擦 写周期 1,000,000 编程 /擦除周期 可保存数据 100 年 8 脚 DIP SOIC 或 TSSOP 封装 温度范围：商业级工业级和汽车级 I2C 总线接口进行操作有一个专门的写保护功能 管脚配置： 主控电路 主控电路由单片机最小系统组成，包括时钟电路、复位电路和主芯片 AT89S52，另外，为了能储存温度上下限，还加入存储芯片 24C02，存储容量为 256 字节。 24C02 是串行 E2PROM，它是基于 I2CBUS 的存储器件，遵循二线制协议，由于其具有体积小、引脚少、功 耗低、工作电压范围宽、数据掉电不丢失等特点，在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用。 24C02与单片机的接口非常简单，占用 I/O端口少，芯片扩展方便，读写简单。 如图 33所示， A0、 A A2 为器件地址线，将这些引脚都接地时，器件地址为 0； WP 为写保护引脚，将此引脚接地，允许对器件进行读 /写操作； SCL、 SDA为二线串行接口，符合 I2C总线协议。 单片机的最小系统如下图 33所示： P0是显示器的数据总线。 P1为 4 4键盘矩阵接口。 ～ ，～。 数据采集部分 温度作为一种最基本的环境条件参数，与工业、农业、养殖业的生产以及医学乃至人们的日常生活都是紧密相关的，因此，对于温度的测量方法以及测量装置的研究就凸现的非常重要，由单片机和温度传感器所构成的测温系统可广泛应用于很多领域。 本设计通过对单总线数字集成温度传感器 DS18B20 的特点，工作原理和使用方法的讨论，结合对单片机AT89S52的编程实现温度的采集。 大多单片机接口输入的信号是数字信号，或带有 A/D 转换的高端单片机也可 输入模拟信号。 由单片机获取非电信号的温度信息，必须通过温度传感器。 传统的温度测量多以热敏电阻作为温度传感器。 但是，热敏电阻可靠性较差，测量温度精度低，而且还需 A/D 转换成数字信号才能由单片机进行处理。 因此，使用数字温度传感器可简化硬件设计，方便单片机读取数据，节约成本。 设计单片机数字温度计需要考虑一下 3个方面： 温度传感器芯片的选择； 单片机和温度传感器的接口电路设计； 控制温度传感器实现温度信息采集以及数据传输的软件 DS18B20是美国达拉斯（ Dallas）公司的单数字温度传感器芯片，与传统的热 敏电阻不同， DS18B20可直接将被测信号转换为串行数字信号，供单片机处理，通过对 DS18B20编程可以实现 9～ 12位的温度读数，并可分别在 750ms内完成 9位和 12位的数字量。 其测量范围 55℃～ +125℃，最大分辨率为 ℃，在 10℃～ +85℃范围内其测温准确度为177。 ℃。 DS18B20 具有体积小，功耗低，抗干扰能力强的，易于微处理器连接等特点，而且他无需任何外围硬件即可方便的进行温度测量，与单片机交换信息只需一根 I/O口线，其读写及温度转换的功率也可来源于数据总线，而无需额 外电源。 另外，每片 DS18B20都设有唯一的产品序列号，存放在他的内部 ROM中，单片机通过简单的协议就能识别这个序列号。 因此，多个 DS18B20 可以挂接于同一条单线总线上，特别适合构成多点温度测控系统。 DS18B20的主要特性 ： 1适应电压范围更宽，电压范围： ～ ，在寄生电源方式下可由数据线供电 2独特的单线接口方式， DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20的双向通讯 3 DS18B20支持多点组网功能，多个 DS18B20可以并联在唯一的三线 上，实现组网多点测温 4 DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内 5 温范围－ 55℃～＋ 125℃，在 10～ +85℃时精度为177。 ℃ 6 可编程的分辨率为 9～ 12 位，对应的可分辨温度分别为 ℃、 ℃、 ℃和℃，可实现高精度测温 7 在 9 位分辨率时最多在 ， 12 位分辨率时最多在 750ms内把温度值转换为数字，速度更快 8 测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给 CPU，同时可传送 CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力 9 负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁， 但不能正常工作。 DS18B20的外形和内部结构： DS18B20内部结构主要由四部分组成： 64位光刻 ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH和 TL、配置寄存器。 DS18B20引脚定义： (1)DQ为数字信号输入 /输出端； (2)GND为电源地； (3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 键盘电路的设计 键盘在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据、传送命令等功能，是人干预单片机的主要手段。 下面介绍键盘的工作原理，键盘按键的识别过程及识别方法，键盘与单片机的接口技术。 1 键盘输入的特点 键盘实质上是一组按键开关的集合。 通常，键盘开关利用了机械触点的合、断作用。 一个电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，其行线电压输出波形如图 35所示， t1和 t3分别为间的闭合和断开过程中的抖动期，抖动时间长短和开关的机械特性有关，一般为 5～ 10ms， t2为稳定的闭合期，其时间由按 键动作所 确定，一般为十分之几秒， t0、 t4为断开期。 2按键的确认 键盘的闭合与否，反映在行线输出电压上就是呈现高电平或低电平，如果高电平表示键断开，低电平则表示键闭合，通过对行线电平高低状态的检测，便可确认按键按下与否。 为了确保 CPU对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖动期 t1和 t3的影响。 3如何消除按键的抖动 常常采用软件来消除按键抖动，基本思想是：在第一次检测有键按下时，该键所对应的行线为低电平，执行一段延时 10ms的子程序后，确认该行线电平是否仍为低电平，如果仍为低电平，则确认该行确实有 键按下。 当按键松开时，行线的低电平变为高电平，执行一段延时 10ms的子程序后，检测该行线为高电平，说明按键确实已经松开，采取以上措施，躲开了两个抖动期 t1和 t3，从而消除了按键抖动的影响。 本设计使用了 4 4 矩阵式（也称行列式）键盘，如图 36）它由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。 与独立键盘相比，矩阵式键盘要节省很多的 I/O口线。 按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键的两端。 行、列线通过上拉电阻接到 +5V上。 无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态由与此行线相连 的列线的电平决定。 这一点是识别矩阵式键盘按键是否按下的关键所在。 所以，必须将行、列线信号配合起来做适当的处理，才能确定闭合键的位置。 在本系统中用到了点阵字符型 LCD 显示器。 液晶显示模块必须有相应的 LCD 控制器、驱动器，来对 LCD 显示器进行扫描、驱动，以及一定空间的 RAM 和 ROM 来存储写入的命令和显示字符的点阵。 现在人们已将 LCD控制器、驱动器、 RAM、 ROM和 LCD显示器用 PCB连接到一起，成为液晶显示模块 LCM（ LCD Module）。 使用时只要向 LCM送入相应的指令和数据就可 实现所需要的显示内容，。