分机系统工作原理和硬件设计

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1、3.1分机系统工作原理及硬件设计图3-1-1分机原理图图3-1-1为分机系统电路原理图，主要是以MS-51单片机AT89S51、四位LED显示器、锁存器74LS373、或非门74LS02及数字温度传感器DS18B20等组成。MS-51系列单片机AT89S51是一种采用与AT80C51[3]汇编语言指令及引脚结构相兼容的高性能CONS8位嵌入式控制器（内部结构及工作原理请参见附录二），在此用作系统的总信息处理中心，I/O口线直接驱动LED，片内有4KB的程序存储器和128B的数据存储器。LED显示器用于显示测量温度点的温度。，单片机调用相

2、应的子程序进行传感器自动识别。通过对单片机AT89S51编程后与数字温度传感器连接，然后按照18B20的工作时序对温度传感器执行操作，读出此时的温度植及时进行数值处理后送的I/O端口的四位LED显示器进行显示并保存该温度值，其中还要等待主机的通信命令，就这样此系统就回不间断的工作下去。18B20（内部结构请参见附录二）[2]所得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间为750ms。DS18B20测温原理如图3-1-2所示图3-1-2DS18B20测温原理框图图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的

3、脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。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，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，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，其输出用于修正计数器1的预置值。在此18B20采用外部电

4、源供电方式（连接原理图如图3-1-3所示）图3-1-3外部供电方式单点测温电路外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统。在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。注意：在外部供电的方式下，DS18B20的GND引脚不能悬空，否则不能转换温度，读取的温度总是85℃。