0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

自建ISP编程器的DS18B20温度报警显示控制系统

电子设计 2018-10-10 09:20 次阅读

1 系统的组成

系统主要由单片机、温度报警模块、液晶显示模块、时钟模块、ISP编程器和键盘模块等组成,如图1所示。

2 系统原理

首先通过ISP编程器将程序下载到单片机系统中,利用温度报警,液晶显示和时钟模块,通过键盘控制或人工控制实现实时的温度报警控制显示,实现人机交流。

2.1 数字温度传感器DS18B20

DS8B20可由用户设置温度报警界限,在使用过程中,可由一根I/O数据线既供电又传输数据。它的核心是一个直接数字化的温度传感器,可将-55℃~+125℃之间的温度值按9、10、11、12位的分辨率进行量化,与之对应的温度增量值分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃,器件上电后的默认值为12位的分辨率。

2.2 液晶显示模块YXD1602

此模块将LCD控制器驱动器RAMROM和LCD显示器整合在一块PCB板上,YXD1602为兼容的液晶显示模块,支持5×7点阵和2行×16字符两种模式,背光亮度和显示对比度可调。这种模块使用简单方便,用户只要向LCM送入相应的命令和数据就可实现所需要的显示内容,并且它与单片机接口也很简单。

数码管相比,液晶显示具有功耗低、抗干扰能力强等有优点,因此被广泛地应用在仪器仪表控制系统中。

2.3 时钟芯片DS1302

DS1302是一款涓流充电的时钟芯片,内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM,实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息,每月的天数和闰年的天数可自动调整,时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式DS1302与单片机之间能简单地采用SPI同步串行的方式进行通信,仅需用到三根信号线:RES(复位),I/O(数据线),SCLK(同步串行时钟)。时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低,保持数据和时钟信息时功率小于1mW。

3 硬件的总体设计

本系统因无外接存储RAM,所以各外接器件与单片机AT89S8252的通信均采用I/O口访问方式。端口分配如下:P0.0~P0.7以及P2.5~P2.7被液晶显示模块YXD1602A占用;P2.0~P2.2被时钟芯片DS1302占用;P2.3口为温度传感器的数据数据输入输出口;P2.4为报警发光二极管占用;P1.0~P1.3为按键接口;P1.5~P1.7三个SPI串行外部接口在下载程序时使用。图2为硬件电路原理图。

单片机AT89S8252的P0.0~P0.7是“准双向口”,当它们作为外部输入线,也就是读引脚时,要先通过指令,把端口锁存器置1,然后再实行读引脚操作,否则就可能读入出错。因本设计中PO 口作为I/O 口使用,所以在它与YXD1602A连接时需外加上拉电阻。具体设计时使用了4.7kΩ的阻排。

对于液晶显示模块YXD1602的引脚3,即液晶显示驱动电压引脚,可根据实际需求接地或接一个电位器,经过试验本系统中接了一个20kΩ的电位器,可以调节驱动电压。对于它的引脚16,即背光源正极,可接一个100 Ω的电阻到电源,亦可直接接到电源。本设计中直接将它接到电源正极,因接100Ω时亮度不够。

P2.0~P2.2被时钟芯片DS1302占用,囚DS1302是SPI接口部件,所以只需三根线即可实现通信,使用时在它的引脚8接了一个3.6V的镍铬电池,作为备份电源,它采用外部品振,要求为32.768kHz。

P2.3口是温度传感器DS18B20的单总线接口,DS18B20可通过总线窃取电源,但在实际应用中还是使用了外接电源。因外接电源时,我们可以在总线上挂接多个测温节点。

4 ISP编程器的设计

利用单片机SPI接口的在线串行编程功能和计算机的打印机接口可以制作ISP(In-System Programming)编程器,使用ISP编程器通过3个SPI引脚、计算机的打印机接口和相应的编程软件就能将程序下载到芯片中去,这样就为我们节省了购买价格昂贵的烧录器和编程器的费用。下载器的硬件原理如图3所示。

计算机打印机接口(LPT)是一个并行接口,通常我们认为它只有输出功能,是用来连接计算机和打印机并输出数据到打印机的。实际上,LPT端口同时具有输入功能,它也可以作为并行输入的接口。表1为LPT端口各个引脚功能。

需要用电缆连接计算机的打印机接口和编程器。计算机打印机接口是DB25母头,编程器与计算机的打印机接口连接端需使用DB25公头。

按照图3发计编程器,引脚2与12、引脚3与11分别短接;引脚6与SPI接口的SCK信号线相接;引脚7与SPI接口的MOSI信号线相接;引脚9与单片机的RST信号线相接;引脚10与SPI接口的MISO信号线相接;最后,引脚18~25全部接地。

同时,为了缓解并行口状态线过火的灌电流,在计算机打印机接口和单片机SPI接口之间用74HC244做缓冲。

按照图3设计编程器,并辅以相应的驱动软件PonyProg2000,就可以将目标程序下载到单片机中,从而达到编程的功能。利用 PonyProg2000编程后,有一个编程校验过程,可以确保程序正确完整地写入单片机。

5 系统的软件设计

系统的软件设计,使用单片机C51语言,采用模块化程序设计方法,使得程序结构清晰,同时也便于今后进一步扩展系统功能。软件部分包括:主程序、液晶显示子程序、温度传感器子程序、时钟子程序,键盘子程序等。主程序流程图如图4所示。温度传感器子程序流程图如图5所示。

首先,需进行程序的复位,接着是LCD的初始化工作。因为液晶显示器是一个慢显示的器件,所以在运行显示程序前必须进行初始化,否则液晶显示模块无法正常显示。进入启动画面后,需进行中断的设置,包括一个定时中断和一个外部中断,外部中断优先级高。然后初始化时钟,初始化温度计后就进行温度的采集,采集时判断是否中断运行中断处理程序。

6 结束语

本系统制成PCB,经实际调试系统能够正常高效得达到所需要求。通过单片机对各功能模块的控制,可以实现将当前温度、时间通过LCD显示出来。同时系统在设计时留有充分的扩展作量,只需要加一些简单的模块就可以轻松的实现语音及报警控制。经实际应用,此系统有很好的实用价值。系统的3D图如图6所示,具休硬件实物如图7所示。



主要特点:(1)采用先进的技术,设计合理,系统整体结构简单、操作方便、功耗低、测量精度高,实时性好。(2)系统的软硬件设计都采取了抗干扰措施,保证在干扰环境下都能够正常工作。(3)数字温度传感器的应用,以及LCD显示都使得系统界面直观,操作简单。(4)系统扩展方便,可以轻松扩展其他功能。


声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 温度传感器
    +关注

    关注

    48

    文章

    2631

    浏览量

    154146
  • ISP
    ISP
    +关注

    关注

    6

    文章

    454

    浏览量

    50764
  • DS18B20
    +关注

    关注

    10

    文章

    765

    浏览量

    80020
  • 编程器
    +关注

    关注

    9

    文章

    386

    浏览量

    41594
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    DS18B20温度报警

    ds18b20执行写寄存指令后,怎么写入TH数据。就是怎么重新设置一下他的最高报警温度
    发表于 06-10 06:23

    DS18B20数字温度

    DS18B20温度传感通信,控制温度的采集过程和进行数据通信;(2)利用数码管显示测量的
    发表于 07-26 15:39

    求个基于AT89S51和DS18B20温度控制系统仿真

    {:2:}急用 基于AT89S51和DS18B20温度控制系统的proteus 系统
    发表于 04-09 22:48

    DS18B20温度报警指令ECH 的使用问题

    我在用8052调试个一个DS18B20的时候,设置好报警温度 ,开始温度转换。。。我特别把报警温度
    发表于 11-25 22:23

    DS18B20温度检测系统中的应用

      摘要:该论文结合实际使用经验,完成了DS18B20数字温度传感在基于单片机的温度检测系统中的应用。本设计有效的提高了
    发表于 11-06 15:09

    基于单总线数字温度传感DS18B20的测温系统方案

    温度异常报警等;底层负责DS18B20初始化、读写驱动和数据显示驱动,DS18B20与处理
    发表于 11-06 15:18

    基于DS18B20的MOA温度远程监控系统设计

    温度, 就可以判断MOA 的当前工作状态。  论文设计的MOA温度在线监测系统, 以DS18B20温度传感
    发表于 12-04 15:57

    基于DS18D20的ME300B单片机开发系统

    本文介绍如何在ME300B单片机开发系统(参考本报2005年第24期《编程、食盐、仿真、ISP四合一单片机学习开发系统ME300
    发表于 07-25 07:16

    DS18B20温度传感是什么

    的EEPROM,精度降低为±2°C,适用于对性能要求不高,成本控制严格的应用,是经济型产品。 继“一线总线”的早期产品后,DS1820开辟了温度传感技术的新概念。
    发表于 04-27 08:14

    怎么采用DS18B20和NiosⅡ设计的远程温度控制系统

    采用AT89S51系列单片机、传感DS18B20和NiosⅡ设计的远程温度控制系统具有结构新颖、电路简单、体积小和控制方便等优点。
    发表于 04-30 06:09

    一文读懂DS18B20温度传感编程

    一文读懂DS18B20温度传感编程对于新手而言,DS18B20基本概念仅做了解,最重要的是利用单片机对
    发表于 07-06 07:10

    51单片机ds18b20温度报警器

    51单片机ds18b20温度报警器,最近南方天天下大雨,下的人心情都郁闷了,最近应一个粉丝的留言,说毕业设计课题是一个单片机的温度自动测量报警
    发表于 07-14 07:27

    基于LCD1602和DS18B20烟雾温度监控报警系统设计资料分享

    1. LCD1602液晶显示DS18B20温度传感、MQ-2烟雾传感或MQ-5可燃气体传感
    发表于 11-10 07:19

    DS18B20数字温度传感概述

    一、概述DS18B20数字温度传感DS18B20数字温度传感提供9bit到12bit的摄氏
    发表于 12-08 06:34

    DS18B20温度显示报警控制设计

    本文设计了一种基于AT89C51 单片机与DS18B20温度控制系统。该设计通过AT89S52 单片机驱动数字温度传感器DS18B20
    发表于 12-17 00:24 696次下载
    <b class='flag-5'>DS18B20</b><b class='flag-5'>温度</b><b class='flag-5'>显示</b><b class='flag-5'>报警</b><b class='flag-5'>控制</b>设计