综上所述,在本设计中采用方案2。该芯片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,且此元件线形较好。该芯片直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。
1.3 主要器件介绍
1.3.1 STC89S52单片机
STC89S52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能COMOS8的微处理器。该器件内部集成MAX810专用复位电路,外部晶体20M以下时,可省外部复位电路。
单片机芯片图如图2所示:
图2 单片机芯片图
STS89S52具体介绍如下:
①主电源引脚(2根)
VCC(Pin40):电源输入,接+5V电源;
GND(Pin20):接地线;
②外接晶振引脚(2根)
XTAL1(Pin19):片内振荡电路的输入端;
XTAL2(Pin20):片内振荡电路的输出端;
③控制引脚(4根)
④可编程输入/输出引脚(32根)
1.3.2 DS18B20温度传感器
根据DS18B20的通信协议,主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:
①每次读写之前都必须要对DS18B20进行复位;
②当成功复位后发送一条ROM指令;
③最后发送RAM指令,只有这样才能对DS18B20进行预定的操作。
复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待15~60微秒左右后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序[4]。
1.3.3 LCD1602液晶模块
(1) LCD1602主要技术参数:
1) 显示容量:16×2个字符 ;
2) 芯片工作电压:4.5—5.5V;
3) 工作电流:2.0mA(5.0V);
4) 模块最佳工作电压:5.0V;
5) 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。
(2) 指令说明及时序
1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,其中
指令1:清显示。
指令2:光标复位。
指令3:光标和显示模式设置。高电平右移表示有效,低电平左移表示无效S:屏幕文字是否移动。
指令4:显示开关控制。 D:控制整个系统的开关,高电平显示开,低电平显示关。C:控制光标的开关,高电平有光标,低电平没有光标。B:光标闪烁控制开关,高电平表示闪烁,低电平表示不闪烁。
指令5:光标或显示移位 S/C:当处于高电平时表示可以移动显示的文字,低电平表示移动光标。
指令6:功能设置命令 DL:当处于高电平时是4位总线,低电平是8位总线。N:当为高电平时表示显示双行,低电平显示单行。F:低电平和高电平分别显示5x10和5x7的点阵字符。
指令7:字符发生器RAM地址设置。
指令8:DDRAM地址设置。
指令9:读忙信号和光标地址 BF:表示忙标志位,低电平表示不忙,而高电平则表示忙。
指令10:写数据。
指令11:读数据。
2. 冷库温度控制系统硬件设计
2.1 控制系统结构设计
本系统主要由STC89S52单片机及其外围电路、温度检测电路、执行控制电路以及显示电路等部分组成。
由DS18B20组成的温度检测电路,检测到冷库中的温度将数据上传到单片机中,单片机会对检测到的温度数值与设定好的温度数值做比较,如果高于设定的温度数值,单片机会输出一个控制信号使继电器1动作带动电机运行执行降温,并且黄灯会亮进行提示;如果低于设定的温度数值,单片机同样会输出一个控制信号使继电器2动作带动电机运行执行加热,同样黄灯也会亮进行提示,在本设计中继电器1和2是用同一个继电器进行仿真的;如果检测到的温度在设定值的范围内,绿灯亮。同时,单片机会把检测到的温度值显示在LCD1602显示屏上,使人能够直观的看到温度是多少以及控制温度升、降温的进程[5]。
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