单片机数字式多路温度采集系统设计(原理图+电路板图+源程序) 第4页
2.5.1报警控制电路结构
报警控制电路由单片机AT89C51的P3.7端作输出，通过一个限流电阻与三极管C945的基极相连接。三极管C945集电极连接压电蜂鸣器（BUZZER）的一端。压电蜂鸣器的另一端连接电源。报警控制电路如图12所示。
图12 报警工作电路
2.5.2报警控制电路工作过程
（1）压电蜂鸣器工作原理
压电蜂鸣器以压电陶瓷制作而成。压电陶瓷是一类有将压力与电流相互转换能力的特殊陶瓷。当压电陶瓷在一定方向上受到一个压力使其晶体结构发生形变时，它就会在内部产生一个电流，电流的变化与压力的变化密切相关。反之，当在压电陶瓷上加上一定频率的电压，就会在内部产生一定频率的电流，从而就会引起压电陶瓷微小形变，这一形变带动空气发生振动。如果频率适当，就产生蜂鸣声，可以被人耳所听见。
（2）报警控制电路工作过程
报警控制信号由单片机AT89C51的P3.7端输出，通过一个限流电阻加到三极管C945的基极。当P3.7端的输出信号发生变化时，则三极管C945将交替的工作于截止、饱和状态，形成高低电平的波，从而使压电蜂鸣器发出声音。
2.6电源电路设计
电源电路[7]由变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和三端稳压电路构成。其电路图如图13所示，图中“output”端输出为+5V。
图13 电源电路
电子设备中常使用输出电压固定的集成稳压器。三端式稳压器只有输入、输出和公共引出端，由启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路和保护电路等部分组成。在本系统中，要求电源电压为+5V，由于三端式稳压器输出电压固定，故在设计中选择三端式稳压器L7805。三端式稳压器的输入与输出之间电压差为2～3V，整流桥的输出电压是输入电压(有效值)的1.2倍，根据有效值与峰-峰值的关系选择220V/6V的变压器。由于L7805的最大输出电流为1A，电压为稳定的+5V，输出功率为5W，加上三端式稳压器L7805的消耗，故本系统选择降压比为220V/6V、功率为10W的变压器。图13中C4、C5为低频滤波电容，根据经验选择电解电容，其容值分别为C4=220μF、C5=47μF；C6、C7为高频滤波电容，均选0.1μF的无极性电容。发光二极管用于指示电源是否接通，选择FG1112004 发光二极管，根据FG1112004正向电流为5mA及管压降为+2V，选择限流电阻R5= 680Ω。毕业论文
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http://www.751com.cn/ 2.7数字式多路温度采集系统元件清单
数字式多路温度采集系统元件清单，见附录（1）。
2.8数字式多路温度采集系统电路图
数字式多路温度采集系统原理图，见附录（2）（图14）
数字式多路温度采集系统印刷电路板图，见附录（3）（图15）
3数字式多路温度采集系统程序设计3.1主程序设计
主程序[8]主要功能是控制调用子程序，实现温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量温度值（温度测量每1s进行一次）。其程序流程图如图16所示。
图16 数字式多路温度采集系统主程序流程图
3.2子程序设计
3.2.1 DS18B20的通信协议
根据DS18B20的通讯协议[7]，主机（单片机AT98C51）控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行初始化操作，初始化成功后发送一条存储器操作命令（ROM指令），最后处理数据（发送RAM指令），这样才能对DS18B20进行预定的操作。所用各ROM、RAM操作指令分别如表3、表4所示。
表3 ROM指令表
指令 约定代码 功能
读ROM 33H 读DS18B20温度传感器ROM中的编码(即64位地址)
符合ROM 55H 发出此命令之后,接着发出64位ROM编码,访问单总线上与该编码相对应的DS18B20使之做出响应,为下一步对该DS18B20的读写做准备.
搜索ROM 0F0H 用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数和识别64位ROM地址。为操作各器件作好准备。
跳过ROM 0CCH 忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度变换命令。适用于单片工作。
告警搜索命令 0ECH 执行后温度超过设定值上限或下限的片子才能做出响应。
表4 RAM指令表
指令 约定代码 功能
温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换，12位转换时最长为750ms（9位为93.75ms）。结果存入内部9字节RAM中。
读暂存器 0BEH 读内部RAM中9字节的内容。
写暂存器 4EH 发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。
3.2.2子程序
（1）键盘扫描子程序
键盘扫描子程序对按下的键进行判断，并转到按下的相应键对应的程序段，执行相应的功能。其程序流程图如图17所示。
（2）温度转换命令子程序
温度转换命令子程序主要是发送温度转换开始命令。在发送匹配ROM命令后，紧跟着发送要进行测温的DS18B20的64位ROM序列（这个序列号一般由厂方提供或通过实验的方式获得）。采用12位分辨率，转换时间约为750ms。其程序流程图如图18所示。
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