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DS18820数字式温度传感器制造低成本温度操控试验体系

DS18820数字式温度传感器制作低成本温度控制实验系统-单片机系统通过串口与上位PC机实现通讯,上位机实现温度、温度曲线显示以及PID参数的设定,用户通过上位机可以清晰地看到设定的PID参数所产生的控制作用,如系统的微调、时间等参数。

笔者在电子市场购买了一块3.6V450mAh的锂离子充电本文介绍一种以AT89C51单片机为中心的低成本温度操控试验体系。该体系选用温度传感器DS18820完结一线数字式测温,经过PID算法输出PWM波,再由PWM信号操控固态继电器,调理热阻丝发热功率,终究到达操控被控目标温度的意图,该体系还扩展了人机接口和串口通讯,完结温度设定、操控及图画显现。

硬件规划

1.总体规划

DS18820数字式温度传感器制造低成本温度操控试验体系

体系结构框图如图1所示,以AT89C51单片机为操控中心,DS18820电池,外型尺度完全符合原机的内部空间要求。依照正确的正负极性焊连到电路中即可完结电池的替换作业。实践使用效果极佳,接连播映时刻超越了7个小时(图4)。丈量被控温度,外围电路包含人机接口的按键与数码显现电路、温度读取与操控驱动电路以及与上位机串行通讯电路。用户经过按键设定加热温度后,体系启动加热“热得快”烧水。当时水温经过DS18820丈量送给单片机,单片机经PID校正后输出PWM信号,然后经过固态继电器驱动热得快加热,终究使水温保持在设定值上,差错不超越O.1℃。

单片机体系经过串口与上位PC机完结通讯,上位机完结温度、温度曲线显现以及PID参数的设定,用户经过上位机能够明晰地看到设定的PID参数所发生的操控效果,如体系的微调、时刻等参数。

2温度测验模块

体系选用美国DALLAS公司出产的单总线DS18820数字式温度传感器作为温度模块,引脚图如下图所示。

DS18820具有体积小、经济、使用便利活络、测验精度高、性价比高、CRC校验功用等特色,温度丈量规模为-55+125℃,可编程为9位~12位A/D转化精度,测温分辨率达0.0625℃,被测温度选用带符号位扩展的16位数字方法串行输出。其作业电源即可在远端引进,也可选用寄生电源方法发生,多个DS18820能够并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线即可与多个DS18820通讯,占用微处理器的端口较少,可节约很多的引线和逻辑电路。

文中的DS18820三引脚别离接公共电源+5V、电源地和单片机P1.O引脚,详细电路如下图所示,因为DS18820为1-WIRE器材,只需在其信号线上加一个上拉电阻到+5V电源即可。

DS18820数字式温度传感器制造低成本温度操控试验体系

一起,每一个DS18820均有仅有系列号,即答应在不同当地放置温度活络器材,经过SearchRom指令挑选不同的DS18820芯片,完结温度的多点监测,如HVAC环境操控、建筑物、设备或机械内温度检测、进程温度监督和操控等。

3键盘及显现电路模块

本体系选用PT6961驱动操控电路一起驱动键盘与数码管。PT6961为带有键盘扫描接口的LED驱动操控专用电路,内部集成MCU数字接口、数据锁存器、LED高压驱动、键盘扫描等电路。首要应用于VCR、VCD、DVD及家庭影院等产品的显现屏驱动、多种显现形式(11段×7位~14段×4位)、键扫描(10×3bit)电路、灰度调理电路(占空比8级可调),与单片机完结串行数据传输,节约了单片机引脚。PT6961能够自己驱动显现和键盘模块电路,可完结串行数据传输,同日寸对时序要求较高。

单片机的P0.6引脚与PT6961的时钟线相连,操控时序;P0.7引脚与PT6961的片选端相连,选通芯片,P0.4、PO.5引脚与PT6961的DOUT、DIN端相连,进行数据和指令的串行传输,详细的传输数据仍由单片机编程操控。PT6961在cLOCk端发生下降沿时,读取DIN口的数据,在clock端发生上升沿时,在DOUT口发生按键寄存器值可供单片机读取。硬件衔接电路如下图所示,该芯片能够一起驱动(8~14)段×(4~7)位数码管和3×10个按键,本文选用驱动6个数码管和1×6个按键。

DS18820数字式温度传感器制造低成本温度操控试验体系

4.履行模块

体系选用固态继电器(SSR)操控热得快电源,固态继电器是一种四端器材,两个输人端,两个输出端,输入端接操控信号,输出端与负载、电源串联,SSR实践是一个受控电力电子开关

单片机经PID算法,从P1.5口输出PWM波,经ULN2003反相驱动后,作为SSR的操控信号,如图5所示,在固态继电器输出端接两个二端口插件,便利引线串入热得快插线中。因为SSR与热得快接口是整个体系和电路板仅有一块强电部分,为将其对弱电部分的搅扰降到最低,弱电电道路远离该部分电路,且不共地,接线端子的脚距离应大于SSR的脚距离。

DS18820数字式温度传感器制造低成本温度操控试验体系

5.串行通讯模块

本体系选用串口完结单片机与上位计算机的衔接,单片机向上位机传送温度值,上位机显现该值,并画出温度改变曲线图,反响温度的改变状况,一起上位机能够调整PID参数,使体系适用于不同的目标。串行通讯衔接如下图所示,其间5个电容均取O.1μF的典型值,串口

DS18820数字式温度传感器制造低成本温度操控试验体系

DB9的5端为公共端接地端,2、3端则别离衔接信号的接纳端和发送端,该电路完结TTL电平与RS232电平转化,DB9接口经过穿插串口线衔接到PC机上,完结硬件的串行通讯。

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