014194智能温度报警系统的设计
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**大学课程设计说明书学生姓名:学号:学院:专业:题目: 智能温度报警系统设计指导教师:职称:2015 年月日目录一、研究背景和目的 (1)二、方案分析设计 (1)2.1、系统设计方案论证 (1)2.2、总体设计框图 (2)2.3、DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (10)三、系统硬件电路设计 (11)3.1、主板电路 (11)3.2、显示电路 (11)四、系统软件算法设计 (13)4.1、主程序 (13)4.2、读出温度子程序 (14)4.3、温度转换命令子程序 (14)4.4、计算温度子程序 (14)五、课程设计总结 (15)六、参考文献 (15)附录 (17)一研究背景和目的单片机应用已经成为电子设计的一种潮流,单片机的广泛应用是电子技术发展的一个标志,也是电子产品向智能化方向发展的必然趋势。
单片机应用领域非常广泛,已经渗透到我们生活的各个领域,单片机以智能、电路设计简单、成本低、性能稳定、经久耐用等优点著称。
使用单片机,我们可以将电路简化,通过编写程序来完成复杂的逻辑功能。
因电子技术的发展,芯片资源更加丰富,实现的功能更强大,外围电路更简单,使用起来更加方便。
本设计所介绍的智能温度报警器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,该设计控制器使用单片机AT89S52,测温传感器使用DS18B20,用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
二方案分析设计2.1系统设计方案论证2.1.1方案一:感温电路由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。
2.1.2 方案二:温度传感器进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。
温度报警系统设计温度报警系统是一种用于监测和报警温度异常的系统。
它广泛应用于工业生产、仓储、实验室等场合,以确保人员和设备的安全。
温度报警系统的设计需要考虑传感器的选择、数据采集与处理、报警方式等方面。
以下是对温度报警系统设计的详细阐述。
一、传感器的选择在温度报警系统中,传感器的选择是非常重要的。
常见的温度传感器有热敏电阻温度传感器(PT100)、热电偶和红外线温度传感器等。
这些传感器具有不同的测量范围、精度和适用环境。
在选择传感器时,需要根据实际需要考虑到测量范围、精度要求和环境条件等因素,以确保传感器的可靠性和准确性。
二、数据采集与处理数据采集与处理是温度报警系统中的核心技术,它直接影响到系统的性能和可靠性。
数据采集可以通过模拟电路或数字电路实现。
在模拟电路中,采用模拟信号调理电路将传感器信号转换成可测量的电压或电流信号。
在数字电路中,采用模数转换器(ADC)将模拟信号转换成数字信号。
数据处理可以通过嵌入式系统或PC机实现。
在嵌入式系统中,采用微处理器或单片机进行数据处理和分析,并通过串口、网络接口或无线通信模块将数据发送给监控中心或其他设备。
在PC机中,采用计算机软件进行数据处理和分析,通过串口、网络接口或USB接口与其他设备进行通信。
三、报警方式声音报警可以通过蜂鸣器或扬声器实现,当温度异常时,系统会发出响亮的声音以引起人们的注意。
光闪报警可以通过LED灯或闪光灯实现,当温度异常时,系统会发出强烈的光信号以引起人们的注意。
手机短信报警可以通过GSM模块或无线通信模块实现,当温度异常时,系统会发送短信给相关人员以及监控中心,及时进行处理。
四、监控与管理温度报警系统的监控与管理是确保系统正常运行的关键环节。
监控与管理可以通过监控中心或计算机软件实现。
监控中心需要实时监测传感器数据、报警信息和设备状态,并进行相应的处理和记录。
计算机软件可以通过远程接入和数据分析等功能,实现对温度报警系统的远程监控、数据记录和报表输出等。
智能数字式温度测量报警系统温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制有十分重要的意义。
随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度。
系统硬件构成及原理系统组成框图如图1所示。
系统由4个外接的温度传感器及一个内部温度传感器、多通道温度传感器控制芯片、显示器、键盘电路、报警电路、抗干扰电路、单片机、通信接口及上位机组成。
将温度传感器转为电信号后,经过温度控制电路交微处理器处理,最后将温度值显示并存储出来。
通过键盘可以控制数据的回放,且可以通过接口与上位机进行通信。
系统具有超温报警功能。
(1)多通道智能温度传感器控制芯片。
本系统采用AD7417型5通道精密智能温度传感器集成电路,AD7417采用16引脚SOIC或TSSOP封装。
AD7417内部包括几个部分:1)内置温度传感器,它是单片带隙式,可将被测温度转换成电压信号,再经过基于电荷分配DAC的10位逐次逼近式A/D转换器转换成数字量。
2)2.5V基准电压源UREF,本系统采用外基准时,MCl403为2.5V外基准电压源。
3)多路转换器,它完成对5路信号的5选1工作。
4)逐次逼近型A/D转换器 (包括取样电容、电荷平衡比较器、时钟振荡器、控制逻辑和电荷分配式DAC)。
在对模拟信号取样时,UIN经过SW2对取样电容C 进行充电,C上储存电荷。
在对该电荷进行取样时,末位数值为1/2LSB。
(1LSB的大小等于UREF/1024=2.5/1024=2.44mV)A/D的转换以CONVST信号上升沿开始,以CONVST 的下降沿结束。
在自动转换模式下,读、写操作时会自动启动A/D的转换;操作结束后,跟踪/保持电路经过3μs后进入保持模式,并开始下次转换。
跟踪/保持时间为400μs。
A/D的转换时间由内部提供,不需外部时钟。
5)内基准转换开关(Sw1)完成内、外基准的转换。
6)数据比较器、数据输出电路、I2C接口、故障排队计数器电路,完成数据传输、处理等。
智能温度报警器的设计智能温度报警器设计文档⒈引言⑴背景⑵目的⑶范围⑷读者⒉功能需求⑴温度监测⑵报警机制⑶远程通知⑷数据记录⑸可视化界面⒊系统架构设计⑴硬件组成⑵软件组成⒋传感器选择与接口设计⑴温度传感器选择⑵传感器接口设计⒌控制器设计⑴控制逻辑⑵报警触发条件⑶报警处理方法⒍远程通知与数据记录⑴远程通知方式选择⑵数据记录存储方式⑶数据传输安全性⒎可视化界面设计⑴用户界面需求分析⑵界面设计原则与方法⑶界面逻辑与交互设计⒏测试与验证⑵功能测试⑶性能测试⑷安全性测试⒐部署与维护⑴硬件部署⑵软件部署⑶维护策略⒑附件●附录A: 硬件列表●附录B: 软件代码●附录C: 用户界面截图附件:无法律名词及注释:●智能温度报警器:一种能够监测温度并在温度超过设定阈值时发出警报的设备。
●传感器:一种能够感知外部环境变化并将其转化为电信号的装置。
●接口:设备用于与其他设备或系统进行通信和交互的连接点。
●控制器:负责对温度数据进行处理和判断,触发警报的主要部分。
●远程通知:将报警信息通过网络或其他通信技术发送给特定的接收者。
●数据记录:收集、存储和整理温度数据以便之后分析和查看。
●可视化界面:通过图形化界面展示温度数据和报警状态的界面。
●部署:准备并配置硬件和软件以便正常运行系统。
●维护:定期检查和修复系统故障,确保系统的可靠性和稳定性。
智能温度报警器的设计吉林建筑大学电气与电子信息工程学院传感器与检测技术课程设计报告设计题目:智能温度报警器的设计专业班级:信科121学生姓名:学号指导教师:王超、高晓红设计时间: 2015.6.15-2015.6.26目录第1章绪论 (1)1.1智能温度报警器研究的背景和意义 (1)1.2 智能温度报警器的设计主要内容和要求 (1)第2章系统总体设计方案 (3)2.1总体方案设计图 (3)2.2系统工作模块及过程 (3)第3章硬件电路设计 (5)3.1温度采集模块 (5)3.2液晶显示模块 (7)3.3电源模块 (8)3.4温度报警器模块 (9)3.5按键模块 (10)3.6复位模块 (10)3.7控制模块 (11)第4章系统软件设计 (14)4.1主程序流程图 (14)4.2温度读取转换流程图 (15)4.3温度计算流程图 (16)总结 (17)参考文献 (17)附录1总电路图 (18)附录2程序 (19)第1章绪论1.1智能温度报警器研究的背景和意义温度是一个十分重要的物理量,对他的测量与控制有十分重要的意义,随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度。
本文通过采用压电陶瓷蜂鸣片作为电声元件的温度报警器的设计与制作,阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。
这种温度报警器结构简单,可操作性强,应用广泛。
工作时,温度测量范围为10——30ºC。
当前环境温度若超过设定的高温临界温度,由单片机发出报警信号并驱动继电器使风扇电机转动,从而防止因温度升高而带来的不必要的损失。
现代社会是信息社会,随着安全化程度的日益提高,机房——作为现代化的枢纽,其安全工作已成为重中之重,机房内一旦发生故障,将导致整个系统瘫痪,造成巨大的损失很社会影响。
造成高温火灾有:电气线路短路、过载、接触电阻过大等引发高温或火灾;静电产生高温或或火灾;雷电等强电侵入导致高温或火灾;最主要是机房内电脑、空调等用电设备长时间工作,导致设备老化,空调发生故障,而不能降温;因此机房内所属的电子产品发热快,在短时间内机房温度升高超出设备正常温度,导致系统瘫痪或产生火灾,这时温度报警系统就会发挥应有的功能。
南昌航空大学课程设计课程低频与数字电路课程设计题目温度检测报警系统设计院系信息工程学院专业班级090421班学生姓名尧国振学生学号09042130指导教师张小林2011年2月21日-3月3日课程低频与数字电路课程设计题目温度检测报警系统设计专业通信工程姓名尧国振学号09042130主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容:设计一个环境温度监测报警电路,通过对温度报警电路的设计、安装和调试,掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。
基本要求:1.当温度在100℃范围内时,报警器不发声。
2.当温度高于100℃时,报警器发出频率为1Hz的“滴、滴”声响。
4.可用5~15V直流稳压电源供电。
5.敏感元件:正温度系数热敏电阻(箔热电阻)。
6.在保证性能的前提下,尽量减少功耗,降低成本。
主要参考资料:[1] 童诗白,华成英.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社,2001.[2] 彭介华.电子技术课程设计指导.北京:高等教育出版社,1997.[3] 孙梅生.电子技术基础课程设计.北京:高等教育出版社,1998.完成期限2011年3月3日指导教师张小林专业负责人2010年7月22日一、任务技术指标设计一个环境温度监测报警电路,通过对温度报警电路的设计、安装和调试,掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。
基本要求:1.当温度在100℃范围内(允许误差±1℃)时,报警器不发声。
2.当温度高于100℃时,报警器发出频率约为1HZ的“滴、滴”声响。
4.可用5~15V直流稳压电源供电。
5.在保证性能的前提下,尽量减少功耗,降低成本。
二、总体设计思想1.基本原理温度报警器由感知外部温度的桥式测温电路,差动放大电路,滞回比较器及报警器(这里用蜂鸣器报警)组成。
温度报警器是通过对温度有一定的感应的电阻的阻值的变化,转变为相应的电压的变化,从而通过一系列的电路产生相应信号,输入555定时器产生高低电平,当温度高于100度时R4的电阻高于135欧姆而产生高电平使蜂鸣器报警,当温度低于100时产生为零的低电平,不输出信号,蜂鸣器不报警。
智能温度报警器的设计说明书(总28页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--吉林建筑大学电气与电子信息工程学院传感器与检测技术课程设计报告设计题目:智能温度报警器的设计专业班级:信科121学生姓名:学号指导教师:王超、高晓红设计时间:目录第1章绪论 (1)智能温度报警器研究的背景和意义 (1)智能温度报警器的设计主要内容和要求 (1)第2章系统总体设计方案 (3)总体方案设计图 (3)系统工作模块及过程 (3)第3章硬件电路设计 (5)温度采集模块 (5)液晶显示模块 (7)电源模块 (8)温度报警器模块 (9)按键模块 (10)复位模块 (10)控制模块 (11)第4章系统软件设计 (14)主程序流程图 (14)温度读取转换流程图 (15)温度计算流程图 (16)总结 (17)参考文献 (17)附录1总电路图 (18)附录2程序 (19)第1章绪论智能温度报警器研究的背景和意义温度是一个十分重要的物理量,对他的测量与控制有十分重要的意义,随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度。
本文通过采用压电陶瓷蜂鸣片作为电声元件的温度报警器的设计与制作,阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。
这种温度报警器结构简单,可操作性强,应用广泛。
工作时,温度测量范围为10——30ºC。
当前环境温度若超过设定的高温临界温度,由单片机发出报警信号并驱动继电器使风扇电机转动,从而防止因温度升高而带来的不必要的损失。
现代社会是信息社会,随着安全化程度的日益提高,机房——作为现代化的枢纽,其安全工作已成为重中之重,机房内一旦发生故障,将导致整个系统瘫痪,造成巨大的损失很社会影响。
造成高温火灾有:电气线路短路、过载、接触电阻过大等引发高温或火灾;静电产生高温或或火灾;雷电等强电侵入导致高温或火灾;最主要是机房内电脑、空调等用电设备长时间工作,导致设备老化,空调发生故障,而不能降温;因此机房内所属的电子产品发热快,在短时间内机房温度升高超出设备正常温度,导致系统瘫痪或产生火灾,这时温度报警系统就会发挥应有的功能。
课程设计说明书课程设计名称:模拟电路课程设计课程设计题目:温度检测报警系统设计学院名称:信息工程学院专业:电子信息科学与技术班级: 100432 学号: 10043225 姓名:彭路生同组人:王甜甜、吴淑明、曹成远评分:教师:杨素华2012年 3 月 17日题目: 温度检测报警系统内容及要求1.设计要求:(1)检测温度范围为0-100摄氏度,采用箔电阻(R=100欧姆,I<=35mA ),精密 电阻及电位器组成的测量电桥作为温度传感器。
(2)可设定报警的温度上限值1-100摄氏度。
( 3 )当检测温度超过设定的上限值时,发出蜂 鸣器报警,要求报警声滴滴间断发声,频率约1HZ 。
2.电路组成框图3.组织安排:四人一大组,每两人完成一独立部分。
进度安排1.布置任务,查阅资料,设计电路,领仪器设备。
2.领元器件,制作,焊接。
3.调试与验收。
4.提交试验报告。
温度检测放大+滤波 报警控制电路参考书目1、王港元,电工电子实践指导(第二版),江西科学技术出版社,20052、谢自美,电子线路设计、实验、测试(第二版),华中理工大学出版社,20003、张友汉,电子线路设计应用手册,福建科学技术出版社,20004、郝鸿安等,555集成电路实用大全,上海科学普及出版社。
5、陈兆仁,电子技术基础实验研究与设计,电子工业出版社,20006、毕满清,电子技术实验与课程设计,机械工业出版社,7、杜龙林,用万用表检测电子元器件,辽宁科学技术出版社,20018、梁宗善,新型集成电路的应用,华中理工大学出版社,20019、杨振江等,新颖实用电子设计与制作,西安电子科大出版社,2000目录第一章设计任务〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃41.1 基本要求〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃41.2 设计任务及目标〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃41.3 主要参考器件〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃4第二章系统组成与工作原理〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃42.1 设计原理〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃42.2 设计方案〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃52.3 单元模块〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃5第三章安装与调试〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃93.1 电路的安装〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃93.2 检测、放大、比较电路的调试〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃103.3 报警电路的调试〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃103.4 系统调试〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃11第四章试验小结〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃124.1 实验总结〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃124.2 实验心得〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃12附录一〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃13附录二〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃14附录三〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃15第一章设计任务1.1 基本要求:(1)可调温度范围在0-100度之间。
2008届毕业设计(论文) 论文题目:智能温度报警系统的设计学院: 信息与电子工程学院专业: 电子信息工程班级: 2004级041班学号: 204023024学生姓名: 张曦波指导教师: 翁剑枫二○○八年六月关键词:温度报警;单片机(AT89C51);数字温度传感器(DS18B20);编程语言(C51)AbstractThis system regards AT89C51 single-chip computer as its central chip, adopts digital temperature sensor, DS18B20 to gather the signal of temperature-controlling, and then part of view and detection are implemented by the single-chip computer. The first, this paper introduces the temperature sensors technologies on the present situations and developing trends. Then, there are the details of introduction of the single-wire technical strength sand digital temperature sensors applications. Then a description of the hardware part of the system, the final, there are details of the system’s software components and my ideas of the programming. In the part of the note, there listed the main program, the subprogram, and some important data as supporting notes.Keywords:Temperature Alarm; Single-Chip Computer(AT89C51); digital temperature sensors applications DS18B20.目录摘要 (1)Abstract (2)第1章引言 (5)1.1 国内外现状 (5)1.2 研究方向及进展情况 (5)第2章系统硬件设计 (9)2.1 方框图及原理图 (9)2.1.1 系统方案图 (9)2.1.2系统原理图 (9)2.2 中央控制芯片 (10)2.2.1 单片机的主要特性: (10)2.3 单片机的复位电路及时钟电路 (10)2.4 显示电路 (11)2.5 温度传感器模块 (12)2.6 报警电路及其接口电路 (13)2.7 电源接口电路 (14)2.8 DS18B20简介和工作原理 (14)2.8.1 DS18B20性能特点 (15)第3章单总线技术介绍 (16)3.1 几种总线技术 (16)3.1.1 I²C 总线 (16)3.1.2 SPI 总线 (16)3.1.3 单总线 (17)3.1.4 结论 (18)3.2 单总线信号方式 (18)3.2.1 初始化序列 (18)3.2.2 读/写时序 (19)第4章系统软件的设计 (20)4.1 C51 语言的优缺点 (20)4.2 接口程序设计................................................................................................... .20 4.2.1 程序流程图.. (21)4.2.2 底层基本操作 (22)4.2.3 指令操作 (22)4.3 实物图及测试结果 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)元器件清单............................................................................................................. ..38第一章引言1.1 国内外现状现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传感器之首。
近百年来,温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段;(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件);(2)模拟集成温度传感器/控制器;(3)智能温度传感器。
目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。
1.2 研究方向及进展情况智能温度传感器发展的新趋势进入21世纪后,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
(1) 提高测温精度和分辨力在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器,采用的是8位A/D转换器,其测温精度较低,分辨力只能达到1°C。
目前,国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器,所用的是9~12位A/D转换器,分辨力一般可达0.5~0.0625°C。
由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器,能输出13位二进制数据,其分辨力高达0.03125°C,测温精度为±0.2°C。
为了提高多通道智能温度传感器的转换速率,也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D 转换器。
以AD7817型5通道智能温度传感器为例,它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27us、9us。
(2) 增加测试功能新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。
例如,DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC),使其功能更加完善。
DS1624还增加了存储功能,利用芯片内部256字节的E2PROM存储器,可存储用户的短信息。
另外,智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展,这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。
智能温度传感器都具有多种工作模式可供选择,主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式,有的还增加了低温极限扩展模式,操作非常简便。
对某些智能温度传感器而言,主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率(典型产品为MAX6654),分辨力及最大转换时间(典型产品为DS1624)。
(3) 总线技术的标准化与规范化目前,智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化,所采用的总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。
温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。
(4) 可靠性及安全性设计传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术,其噪声容限低,抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。
新型智能温度传感器(例如TMP03/04、LM74、LM83)普遍采用了高性能的Σ-Δ式A/D转换器,它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号,再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术,来提高有效分辨力。
Σ-Δ式A/D转换器不仅能滤除量化噪声,而且对外围元件的精度要求低;由于采用了数字反馈方式,因此比较器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。
这种智能温度传感器兼有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。
LM76型智能温度传感器增加了温度窗口比较器,非常适合设计一个符合ACPI(AdvAnced ConfigurAtion And Power InterfAce,即“先进配置与电源接口”)规范的温控系统。
这种系统具有完善的过热保护功能,可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU及主电路的温度。
微处理器最高可承受的工作温度规定为tH,台式计算机一般为75°C,高档笔记本电脑的专用CPU可达100°C。
一旦CPU或主电路的温度超出所设定的上、下限时, INT端立即使主机产生中断,再通过电源控制器发出信号,迅速将主电源关断起到保护作用。
此外,当温度超过CPU的极限温度时,严重超温报警输出端(T_CRIT_A)也能直接关断主电源,并且该端还可通过独立的硬件关断电路来切断主电源,以防主电源控制失灵。
上述三重安全性保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。
(5) 单片测温系统单片系统(System On Chip)是21世纪一项高新科技产品。
它是在芯片上集成一个系统或子系统,其集成度将高达108~109元件/片,这将给IC产业及IC应用带来划时代的进步。
目前,国际上一些著名的IC厂家已开始研制单片测温系统,相信在不久的将来即可面市。
第二章系统硬件设计2.1系统方框图及原理图2.1.1 系统方框图见图2-1.图2-1 系统方框图该系统可以实时地显示当前环境的温度。
系统是以AT89C51 单片机为核心,在开始运行它时主机先发送初始化命令使设备启动,再发送温度转换命令使数字温度传感器DS18B20 把测得的模拟温度转换为串行数字信号供单片机采集。
同时,显示器上显示出目前环境的实际温度,当温度低与或高与设定的温度,系统会通过蜂鸣器发出警报。
见图2-2。
图2-2 系统原理图2.2 中央控制芯片2.2.1 单片机的主要特性AT89C51是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器(FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory)的8位CMOS 微控制器,使用高密度、非易失存储技术制造,并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。
主要性能:与MCS-51 微控制器产品系列兼容。
片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器;存储数据保存时间为10年;宽工作电压范围:Vcc可为2.7V到6V ;全静态工作:可从0Hz至16MHz ;程序存储器具有3级加密保护;128*8位内部RAM ;32条可编程I/O线,两个16位定时器/计数器;中断结构具有5个中断源和2个优先级,可编程全双工串行通道,空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。
2.3 单片机的复位电路及时钟电路图2-3 单片机复位电路及时钟电路单片机的最小化系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件,主要可以分成时钟电路和复位电路,以AT89C51 芯片为例,它内部自带4K 的FLASH 程序存储器,一般情况下,这4K 的存储空间足够我们使用,所以我将AT89C51 芯片的第31 脚固定接高电平,所以我只用芯片内部的4K程序存储器。