毕业论文-基于单片机的粮仓温度控制系统

2026/1/27 12:31:03

东北大学秦皇岛分校毕业设计(论文) 第16页

这种监视CPU运行的电路称为Watchdog电路。

51系列单片机的复位(RST)引脚只要出现10ms以上的高电平,单片机就会实现复位,复位后程序的入口地址为0000H,单片机工作在寄存器0组,堆栈在片内RAM的08H单元建立,P0~P3口输出全为1,中断系统禁止工作。

与其它计算机一样,51系列单片机系统常常有上电复位和操作复位两种方法。所谓上电复位,是指计算机上电瞬间,要在RST引脚上出现宽度大于10ms三万正脉冲,使计算机进入复位状态,复位靠外部电路实现,常见的复位电路如图4-6所示。上电时+5V电源经R对C3充电,C3上电压建立的过程就是负脉冲的宽度,经倒相后,RST上出现正脉冲使单片机实现上电复位。按钮按下同样使RST实现高电平,实现了操作复位。

图4-6 常见复位电路 4.3 DS18B20简介及测温电路设计

美国MAXIM公司的子公司—Dallas半导体公司的数字温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器,在内部使用了板(ON一BOARD)专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三级管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点,使用用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。现在,新一代的DS18BZO体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。

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4.3.1 DS18B20 的性能特点

(1) 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通讯;

(2) 在DS18B20中的每个器件上偶有独一无二的序列号,因此多个DS18B20可

以并联在唯一的三线上,实现多点组网功能; (3) 实际应用中不需要任何外部器件即可实现 (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) 数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择 (7) 用户可定义的非易失性温度报警设置

(8) 报警搜索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) 负温度特性,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、

4.3.2 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 的管脚排列如图4-7所示: 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)。

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图4-7 DS18B20 的管脚排列图

DS18B20采用3角PR-35封装或8角SOIC封装,其内部结构如图4-8所示:

64位 ROM 和 单线 接口 电流检测 存储器和控制器 温度敏感元件 高速 缓存 存储器 低温触发器TL 高温触发器TH 配置寄存器 8位CRC生成器

图4-8 DS18B20 内部结构图

DS18B20 有4 个主要的数据部件:

(1)光刻ROM 中的64 位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20 的地址序列码。64 位光刻ROM 的排列是:开始8 位(28H)是产品类型标号,接着的48 位是该DS18B20 自身的序列号,最后8 位是前面56 位的循环冗

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余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM 的作用是使每一个DS18B20 都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20 的目的。

(2) DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量,以12 位转化为例:用16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625℃/LSB 形式表达,其中S 为符号位。

表4-2 DS18B20 温度值格式表

Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 LS Byte 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4 MS Byte S Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit 9 Bit 8 S S S S 26 25 24

这是 12 位转化后得到的12 位数据,存储在18B20 的两个8 比特的RAM 中,二进制中的前面5 位是符号位,如果测得的温度大于0,这5 位为0,只要将测到的数值乘于0.0625 即可得到实际温度;如果温度小于0,这5 位为1,测到的数值需要取反加1 再乘于0.0625 即可得到实际温度。

例如+125℃的数字输出为07D0H,+25.0625℃的数字输出为0191H,-25.0625℃的数字输出为FF6FH,-55℃的数字输出为FC90H。 (3)DS18B20 温度传感器的存储器

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EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL 和结构寄存器。


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