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1、东华理工大学毕业论文 目录 目 录摘 要.3前 言.41.课题开发的背景.42.设计的意义.5第一章 系统总体方案设计.61.设计要求.62.系统设计方案.6第二章 关键元器件的介绍.81. 温度传感器.82. 时钟芯片.93. 存储芯片.10第三章 硬件电路设计.121.单片机最小系统.122.温度采集模块.133.时钟模块.154.报警模块.165.液晶显示模块.176.温度存储模块.187.电源模块.198. 串口通信控制模块.20第四章 系统调试.22后 语.23致 谢.24参考文献.25附 录.2627东华理工大学毕业论文 摘要基于DS18B20的单片机温度控制系统的上位机设计摘 要
2、本论文主要介绍一个基于恒温控制的一个系统，论述了各个硬件模块的工作原理与实现功能，中间插入各个模块的电路图能够更加直观讲述。论文主要描述硬件，利用AT89C52作为控制芯片，控制外围设备实现功能。用DS18B20芯片做温度采集，用DS1302做实时时钟，用片外RAM AT24C02做数字温度存储，用MAX232做通信模块。基于DS18B20 的温度控制系统，利用AT89C52及其外围接口电路对直流稳压电源温度进行测量控制。信号通过AT89C52进行处理。若温度超过设定值一段时间后，AT89C52发出控制指令。关键词：温度控制系统；温度传感器（DS18B20）；AT89C52Based on s
3、cms Constant temperature Control systemAbstractThe thesis present the system based on scms Constant temperature Control Introduce the work principal and achieve function of any hardwear module .cutting in the circuit photo to state more intuitionistic.It mainly descripe the hardwear. To be as the co
4、ntrol chip with AT89C52,to achieve function with controlling peripheral equipment . To make DS18B20 chip as temperature collection. To make DS1302 as RTC . To make E2PROM as data tempature save . Using MAX232 to be Communication module. To control the measure with AT89C52 and periphery interface cir
5、cuit based on temperature control system of DS18B20, temperature sensor DS18B20 come to deal with temperature measure and signal. AT89C52 will send out the control instruction if the temperature ver the Setting value after passage time .KEYWORD: the system of temperature control . temprature sensor.
6、 （DS18B20）；AT89C52东华理工大学毕业论文 前言前 言1课题开发的背景单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有三十多年。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。而在现在的单片机市场中，无数的型号给我们选择，通用的或者专用的，贵的或者便宜的。我们在学会使用的同时还好学会怎样去选择一个合适的单片机来供我们使用。现在
7、我们学的单片机型号为AT89C51,但在应用和价格上现今的AT89C52的性价比要高于AT89C51。所以我在设计时选用了AT89C52。而在我们的设计中温度是我们要处理的对象。现在所针对温度的测量与控制应用十分广泛。期于温度的采集和报警就更加数不胜数。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。根据美国仪器学会的调查，1990年，温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初伽利略发明温度计开始，人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。50年以后，另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下
8、，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器等。温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段：1）传统的分立式温度传感器(含敏感元件)，主要是进行非电量和电量之间转换。2）模拟集成温度传感器/控制器。3）数字温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。在发展的同时也要提高测温精度
9、和分辨力。21世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1 oC。目前，国外已相继推出多种高速度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是912位A/D转换器，分辨力一般可达0.50.0625 oC。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125 oC，测温精度为0.2 oC。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例，它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27s、9s。现在的
10、智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、SMBus总线和SPI总线。温度传感器可通过专用总线接口与主机进行通信。随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围的不断扩大，对温度传感器的要求也越来越高，归纳起来有以下几个方面:l）扩展测温范围：目前工业常用的测温范围为-200 oC3000 oC，随着工业的发展，对超高温、超低温的测量要求越来越迫切，如在宇宙火箭技术中常常需要测量几千度的高温。2）提高测量精度：随着电子技术的发展，信号处理仪表的精度有了很大的提高，特别是微型计算机的使用使得对信号的处理精度更加提高。3）扩大测温对象：随着
11、工业和人们日常生活要求的提高，现在已由点测量发展到线、面测量。在环境保护、家用电器上都需要各种各样的测温仪表。4）发展新产品，满足特殊需要：在温度测量中，除了进一步扩展与完善管缆热电偶、热电阻，以及晶体管测温元件、快速高灵敏度的普通热电偶外，而且根据被测对象的环境，提出了许多特殊的要求。如防硫、防爆、耐磨的热电偶，钢水连续测温，火焰温度测量等。5）显示数字化：温度仪表不但具有读数直观、无误差、分辨率高、测量误差小的特点，而且给温度仪表的智能化带来很大方便。6）检定自动化：由于温度校验装置将直接影响温度仪表质量的提高，值得在这方面花大力气进行研究。2. 设计的意义为了对室温实施监测、避免局部温度
12、过高，本文阐述了如何利用DS18B20单总线型数字温度传感器，采用外部供电方式，结合AT89C52单片机，外加串口电路、报警电路以及显示模块，设计了温度测量并报警的硬件系统。依据DS18B20型温度传感器操作指令，通过读取传感器的序列号，并确定传感器对应的各点位置关系，定时循环读出传感器的温度值并循环显示，单片机依据设定的报警温度上下限做出报警处理；同时，还可利用串口把各点的温度值传给上位机作进一步的处理。实践证明，该系统工作稳定、操作方便、成本低廉，实现了室内温度的一个恒定的控制，测温误差在0.5oC 以内。如此可以更加安全的实现全自动智能化控制更加安全和方便。在不同领域，对温度检测的要求各
13、不相同，控制对象也不同。因此对温度传感器的选择也不同，本设计对温度的精度要求不很高，所以选择DS18B20传感器。东华理工大学毕业论文 第一章系统总体方案设计第一章 系统总体方案设计1.1设计要求设计一个温度采集控制系统可实现功能如下：1）实现实时监控2）实现自动时间段的温度控制3）实现LCD数字温度和时间显示4）要求温度误差小于0.5oC 以内1.2系统设计方案本系统采用的主要硬件电路有单片机、键盘接口电路、时钟电路、响铃电路、温度传感电路和AT24C02存储电路6大部分组成。系统中单片机选用AT89C52单片机，温度传感器采用的是集成温度传感器DS18B20，键盘和显示器接口电路由AT89
14、C52扩展I/O接口,响铃电路采用蜂鸣器，时钟芯片由DS1302来实现。采用LCD显示温度值和时间。图1.1为系统方框图：AT89C52温度采集电路时钟电路超温报警电路单片机复位电路按键输入电路液晶显示电路温度存储电路串口控制信号发送电路 图1.1 系统工作原理图 由单片机控制显示温度，检验是否到达定时时间，当达到定时时间时，检测温度，与指定温度比较，然后有单片机从串口发出升温或降温的指令给控制器，有控制器自动调节温度达到特定的值，然后保持一段时间，当达到另一个时间段时重复以上工作。其中用DS18B20采集温度，用DS1302调节实时时钟，液晶显示温度和时间，键盘用来输入时间值，串口发送控制指
15、令，AT24C02用来存储时间值和修改的温度值。本设计中主要讲述的是一个恒温的控制思想，在恒温的控制部分不做说明，所以以除控制部分外的硬件和软件部分进行讲解。东华理工大学毕业论文 第二章关键元器件的介绍第二章 关键元器件的介绍2.1温度传感器DS18B20DS18B20是美国Dallas半导体公司利用单总线协议生产的一款数字温度传感器。单总线技术是美国Dallas半导体公司近年来推出的新技术。它将地址线、数据线、控制线合为1根信号线，每个DS18B20都有自己唯一的序列号，允许在这根信号线上挂接多个单总线器件。其测温范围为-55 oC+125 oC，在-10 oC+85 oC时精度为0.5 o
16、C，测量的温度值可以由用户选择设定用912位表示，DS18B20的转换分辨率均可由用户设定。温度转换所需转换时间较短，最大转换时间为750ms，可以设定温度超标报警的上、下限值，在温度超限时发送报警信号。DS18B20的典型工作时序简介1）复位时序。使用DS18B20时，首先需将其复位，然后才能执行其它命令。复位时，主机将数据线激发为低电平并保持480s960s，然后释放数据线，再由上拉电阻将数据线拉升1560s。然后再由DS18B20发出响应信号, 以将数据线激发成低电平60240s, 这样, 就完成了复位操作。2）写时序。在主机对DS18B20写数据( 主机对DS18B20发送各种命令)
17、时, 先将数据线激发为低电平, 该低电平应大于1s。然后根据写“1”或写“0”来使数据线变高或继续为低。DS18B20将在数据线变成低电平后15s60s对数据线进行采样。要求写入DS18B20的数据持续时间应大于60s而小于120s, 两次写数据之间的时间间隔应大于1s。写时间的时序3）读时序。当主机从DS18B20读数据时, 主机先向数据线激发出低电平, 然后释放, 以使数据线再升为高电平。DS18B20在数据线从高电平变为低电平的15s内将数据送到数据线上。主机可在15s后读取数据线以获得数据。DS18B20有3根脚位：1）电源线 （VCC），电源接+5V的电源；2）数据线 （DATA），
18、接一个上拉电阻后，和单片机连接；3）地线 （GND），直接接地。 图2.1 （DS18B20引脚图）2.2时钟芯片DS1302DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒，分，时，日期，月，年的信息，每个月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/Pm标记位决定采用24或12小时时间格式。它与电片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到3个口线：1、RES（复位）；2、I/O数据线；3、SCLK（串行时钟）。 DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主
19、电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc10.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，
20、I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.5V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK始终是输入端。控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字
21、后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。DS1302 存在时钟精度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点。DS1302可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析及对异常数据出现的原因的查找具有重要意义。传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此，只能记录数据而无法准确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且，某些测控系统可能不允许。但是，如果在系统中
22、采用时钟芯片DS1302，则能很好地解决这个问题。 图2.2 (DS1302引脚图) 图2.3 （DS1302内部原理图）2.3存储芯片24C02AT24C02是带有I2C总线接口的E2PROM存储器，具有掉电记忆的功能，并且可以象普通RAM一样用程序改写。它的容量是256个字节（0x00h0xffh），有A2、A1、A0三位地址，可见I2C总线上可以连接8片AT24C02，它的寻址字节是1010 A2A1A0 R/W。A2A1A0=000，可见如果要对24C02进行写操作，寻址字节是1010 000 0；如果对24C02进行读操作，寻址字节是10100001。对引脚的功能作一个简单的解释：1
23、）VCC，GND：电源、地引脚2）A2.A1.A0：地址引脚3）SCLK、SDA：通信引脚4）WP：写保护引脚图2.4（AT24C02引脚图）东华理工大学毕业论文 第三章系统硬件设计第三章 系统硬件电路设计3.1单片机最小系统单片机最小系统包含两部分：1.晶振电路;2.复位电路。这是单片机必要的组成部分，用来控制单片机的机器周期和功能复位。一般我们都选择12MHZ晶振，它的时钟周期是1/12S，它的一个机器周期是1S。能够很方便的使用在定时和计数的功能上。 图3.1 最小系统电路AT8系列单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端
24、。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为22F。在焊接电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定和可靠地工作。复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器
25、周期的S5P2，由复位电路采样一次。3.2温度采集模块3.2.1 温度采集模块实现有两种：方案一、利用模拟传感器模拟温度传感器，包括热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和热电偶。热电偶、热敏电阻和RTDS对温度的监控，在一些温度范围内线性不好，需要进行冷端补偿或引线补偿；热惯性大，响应时间慢。它要通过选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。模拟传感器器用于数字控制回路之前，必须将它们的输出数字化。而在数字化之前必须加入测量放大器，以至电路复杂。热敏电阻通常由陶瓷或聚合物制成，而RTD由金属制成。RTD的工作温度范围大于热敏电阻的工作温度范围。由于热敏电阻和RTD是纯阻性的，因此它
26、们需要外部电压源。方案二、利用数字式智能传感器数字温度传感器的精度随着温度范围的变化而变化。用于070温度范围内的数字温度传感器，可以达到0.5的精度。用于在更宽的温度范围内封装器件，如-55175，在130150内的典型精度为1；裸露管芯在150175内的典型精度为1.5。数字温度传感器通过串行总线将测得的温度传送至系统控制器，还可以用于配置系统以及加载那些高、低和临界寄存器。数字温度检测器完全是自己独立完成工作，不需要另外的电路用于信号调理或线性化。数字温度传感器具有价格低、高精度、适用微型封装、能工作在宽温度范围内等优点。在很多应用中，数字温度传感器正开始替代模拟传感器。数字温度检测器可
27、以直接连接到微控制器，节省了设计时间、PCB面积和成本。它们可以灵活地降低电流消耗，这对于电池供电的应用特别有用。用户也可以编程温度限制值(THIGH和TLOW)，以供报警需求。若超过编程限值，可产生中断，使微控制器进行操作。与模拟温度传感器相比，数字温度传感器具有灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点，而且它还将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上，有实际尺寸小、使用方便等优点。综上所述，本设计方案利用数字式智能传感器DS18B20来实现温度数据采集电路。3.2.2 DS18B20的应用电路DS18B20与单片机的硬件连接有两种方法：一是Vcc接外部电源，GND接地，I
28、/O与单片机的I/O线相连；二是用寄生电源供电，此时VDD和GND接地，I/O接单片机I/O。无论是哪种供电方式，I/O口线都要接4.7k左右的上拉电阻。图6给出了DS18B20与微处理器的典型连接。图3.2(a)中，DS18B20采用寄生电源方式，其VDD和GNG端均接地，图6（b)中，DS18B20采用外接电源方式，其VDD端用35.5V电源供电。本系统采用图3.2（b)所示接线方式，即外接电源工作方式。系统最终连接实物图如图3.2（b)所示。(a) 寄生电源工作方式(b) 外接电源工作方式图3.2 DS18B20与微处理器的典型连接图DS18B20仅需要一根端口线，其读写及温度变换功率来
29、源于数据总线。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D变换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10s。采用寄生电源供电方式是VDD和GND端均接地。由于单线制只有一根线，因此发送接收口必须是三态的。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令。假设单片机系统所用的晶振频率为12MHz，根据DS18B20的初始化时序、写时序和读时序，分别编写3个子程序：INIT为初始化子程序，WRITE为写（命令或数据）子程序，READ为读数据子程序，所有的数据读写均由最低位开始，实际在实验中不用这种方式，只要在数据线上加一个上拉电阻4.7k,另外2
30、个脚分别接电源和地。 图3.3 DS18B20接口图DS18B20的测温原理所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当
31、减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图3.4中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值，这就是DS18B20的测温原理。（ 图3.4 （测温原理）3.3时钟模块时钟模块用来记录数据及其出现的时间，其配合存储芯片一起工作，保存数据以便查询。 DS1302与单片机的连接仅需要三根线，即SCLK，I
32、/O，RST。VCC=+5V。对DS1302的每一次读写需16个时钟脉冲，前8个卖脉冲输入操作地址和读写命令。其中，bit7必须为；bit0为时芯片写入数据，为时读出数据：bit6bit1选定芯片中的地址。后个脉冲写入或读出数据。图3.5 时钟模块电路接口DS1302与微处理器进行数据交换时，首先由微处理器向电路发送命令字节，命令字节最高位MSB(D7)必须为逻辑1，如果D7=0，则禁止写DS1302，即写保护；D6=0，指定时钟数据，D6=1，指定RAM数据；D5D1指定输入或输出的特定寄存器；最低位LSB(D0)为逻辑0，指定写操作(输入)， D0=1，指定读操作(输出)。 在DS1302
33、的时钟日历或RAM进行数据传送时，DS1302必须首先发送命令字节。若进行单字节传送，8位命令字节传送结束之后，在下2个SCLK周期的上升沿输入数据字节，或在下8个SCLK周期的下降沿输出数据字节。DS1302 存在时钟精度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点。DS1302可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析及对异常数据出现的原因的查找具有重要意义。3.4报警模块蜂鸣器的正极性的一端联接到5V电源上面，另一端联接到三极管的集电极，三极管的基级由单片机的P3.7脚通过一个与非门来控制，当P3.7
34、脚为低时，与非门输出高电平，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。当P3.7脚为高时，与非门输出低电平，三极管截止，蜂鸣器不发出声音。在这里与非门是作为非门来用的，这里采用一个非门的作用是为了防止系统上电时峰鸣器发出声音，以为系统复位以后，I/O口输出的是高电平。用户可以通过程序控制P3.7脚的置低和置高来使蜂鸣器发出声音和关闭。蜂鸣器的声音大小及音调可以通过调整P3.7脚的置高时间及输出的波形进行控制。图3.6 蜂鸣器电路3.5液晶显示模块 T6963由于液晶显示不需要不断地刷新亮点，所以它的画面不会闪烁，在体积方面很小，重量很轻，功耗小，所以应用起来很方便。但在使用时，我们要设计
35、电源模块为期提供工作电压，它的驱动电压分正压和负压。所以在设计上我们还得做出两种电源模块。其液晶硬件接口电路如下：在实际应用中，负压方面要考虑到位，若负压没有，液晶是无法正常工作的。如若要显示汉字，我们还要写入字库，但现在我们只进行波形显示，所以我们只要对DS18B20所采集到的数据写入到液晶接口就方可显示波形数据。当然前提是要作好液晶的驱动。J8中的引脚连接为:VO接P2.4、/WR接P2.5、/RD接P2.6、/CS接P2.7；J9连接P0口。 图3.7 (液晶硬件接口图)3.6温度存储模块AT24C02AT24C02的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址（实验板中直接接地只有
36、一块器件）；第8脚和第4脚分别为正、负电源。第5脚SDA为串行数据输入/输出，数据通过这条双向的电阻上拉。第7脚为WP写保护端，接地时允许芯片执行一般的读写操作。接电源端时不允许对器件写。AT24C02进行的是I2C的双向传送，所以它要具备I2C的一些功能，我们这里选用2个模拟口来给于SDA和SCL脚，实现它和单片机的通信。I2C总线串行传送，SDA和SCL都需要和正电源间各接一个5.1K 。SCL和SDL分别接P3.0和P3.1。图3.8（AT24C02硬件接口图）3.7电源模块直流电源的任务是将220V，50Hz的交流电压转换成幅值稳定的直流电压（例如几十伏或几伏），同时能提供一定的直流电
37、流，（比如几安甚至几十安）。这个转换部分一般要分成几个部分来实现。如图3.9所示图3.9（图直流电源的组成框图） A 因为系统中需要的直流电压与电网的交流电压在数值上相差比较大，因此常常利用变压器降压得到比合适的交流电压后在转换B 整流部分是在经过变压器的降压后的交流电通过整流电路变成了单方向的直流电。但此时的直流电幅值变化大，不可以直接作为电源给电路供电，而且可能会影响电路的工作状态。这种直流电我们叫做是脉动大的直流电。C 在滤波部分中，可以将脉动大的直流电处理成平滑的、脉动小的直流电，需要利用滤波电路将其中的交流部分滤掉，只留下直流成分。显然，这里需要利用截止频率低于整流输出电压基波频率的
38、低通滤波电路。D 经过整流滤波电路后旧得到了较平滑的直流电，可以充当电路的电源。但直流电的电压值此时仍会受到电网电压波动和负载变化的影响。直流电就很不稳定，在增加了稳压电路后，得到是基本上不受外界影响的、稳定的直流电源。具体的电路如图4.10所示： 在选择元件方面，应该遵循的原则有以下几个方面：1）耐压值高的电容应该放在电路的前半部分，而耐压值低的应放在后半部分。2）在选有二极管方面，产生+5V电压的电路选用IN4001，而产生+15V电压的电路选用IN4004，这主要也是耐压值方面的考虑，也可以采用集成的桥式整流片。电路图如下：图4.10 电源电路3.8串口通信控制模块由MAX232构成的串
39、行通信电路，有单片机控制发出信号给控制模块进行恒温控制，本课题不对控制部分进行说明。我们采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。MAX232是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口rs232电平是-10v+10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0+5v,MAX232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL
40、/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。 图3.11 串口电路主要特点：1）单5V电源工作2）LinBiCMOSTM工艺技术3）两个驱动器及两个接收器4）30V输入电平5）低电源电流：典型值是8mA6）符合甚至优于ANSI标准 EIA/TIA-232-E及ITU推荐标准V.287、ESD保护大于MIL-STD-883（方法3015）标准的2000V。MAX232获得正负电源的另一种方法：在单片机控制系统中，我们时常要用到数/模（D/A）或者模/数(A/D)变换以及其它的模拟接口电路，这里面要经常用到正负电源，例如：9V,-9V; 12V,-12V
41、.这些电源仅仅作为数字和模拟控制转换接口部件的小功率电源。在控制板上，我们有的只是5V电源，可又有很多方法获得非5V电源。1）外接；2）DC-DC变换.在这里我介绍一块大家常用的芯片：MAX232是TTL-RS232电平转换的典型芯片，按照芯片的推荐电路，取振荡电容为uF的时候，若输入为5V,输出可以达到-14V左右，输入为0V ,输出可以达到14V,在扇出电流为20mA的时候，处处电压可以稳定在 12V和-12V.因此，在功耗不是很大的情况下，可以将MAX232的输出信号经稳压块后作电源使用。东华理工大学毕业论文 第四章系统调试第四章 系统调试在对硬件的调试过程中，总会出现各种问题。在器件的
42、选择上都与采购上，由于地区原因有写东西根本就买不到。或者说买回来后器件出现损坏，在调试上无法出现结果，使我们在调试的过程中无法判断哪里出错，只能多次地重复调试。在温度采集模块（DS18B20）的调试上，原先的程序写入调试是总是没有出现信号，然后我们借了块开发板进行调试软件，结果有信号输入，则初步判断了硬件上的问题。然而该模块电路简单，唯一出错的理由只能是芯片损坏。在时钟控制模块中，软件调试也出不来，检查了一下硬件，确定输入时序出现问题，硬件一直不转换工作状态。所以要在软件中修改。液晶显示是一个麻烦的过程，因为驱动芯片的不同，所要用到的驱动程序也不同。因为型号的不同其引脚接法也不同，有的需要负压，有的不要，有的是串行接口有的是并行接口。所以在想