超低功耗温度变送器

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1、超低功耗温度变送器-6-摘要本系统基于89C52单片机系统进行设计，采用数字温度传感器代替传统的温敏电阻，使得温度测量更加精确快速。我们设计了两台从机对环境温度进行监控，通过串口连接线与主机进行通信。在主机方面，我们设计了LCD液晶屏分别对两台从机的温度信号进行显示，通过按键切换两台从机的温度值。对于电机驱动，我们采用了D/A转换芯片DAC0836对基准电压+3.3V进行调整，使电机在规定的转速下运转。关键词：单片机D/A转换数字温度传感器串口连接一、方案论证与比较1、温度检测①温敏电阻测量法优点：利用导体在不同温度下电阻不同来测定

2、环境温度，价格低廉，技术也成熟，误差比较小。缺点：需要进行A/D转换，并且外围电路复杂，无形中增加了整机的功耗。②集成热敏传感器DS18B20测温法优点：集成热敏传感器DS18B20是一种新型的数字测温集成块，引脚数少，外电路简单，精度高，误差小，反应速度快，测温范围大。由于输出的直接就是数字信号，所以就省却了A/D转换电路，可以直接送入单片机进行数据处理。缺点：芯片的价格较为昂贵。为了简化外围电路，降低整机功耗，我们选择集成热敏传感器DS18B20测温法。2、信号传输温度信号的处理采用STC89C52单片机，但是主机与从机的通信有

3、串行和并行两种。①并行通信优点：通信速度快。缺点：两机之间的连线多，当距离远时数据线的成本太过高昂。②串行通信优点：两机通信只需要三根线就行，节约成本。缺点：传送速度略微低于并行通信。由于两机之间的通信数据并不大，因此对通信的波特率依赖并不大，从节约成本的角度考虑，我们使用串行通信。3、显示部分LED数码管显示优点：价格便宜，并且亮度高，夜间或者天气恶劣时也可以轻易读出数值。缺点：外围电路较为复杂，功耗较LCD液晶屏高。LCD液晶屏显示优点：耗电低，亮度高，显示的内容丰富。缺点：价格昂贵，成本高为了降低整机功耗，并且使主机显示内容更

4、加的丰富，我们采用LCD显示。二、系统框图-6-三、硬件设计主机电路：主机采用一片89C52进行数据处理，并且通过LCD屏将两台从机的温度实时显示。采用稳压二极管IN4735（6.2V）为A/D转换芯片DAC0836提供基准电压，通过集成运放输出驱动级电流信号，并通过大功率的三极管驱动电机转动。为了使电机的转速直观，我们加装了一支霍尔传感器来监控电机的转速，并在LCD显示屏上实时显示电机的转速。如图所示：-6-从机电路：我们采用集成热敏传感器DS18B20进行温度监控，并且将温度显示在从机的LED数码显示管上。通过89C52单片机的

5、串行通讯口与主机进行通信。由于只使用上行通讯和下行通讯两个接口，所以主机与从机的线缆连接只使用普通的双绞线连接。集成热敏传感器DS18B20的使用方法：1、DS18B20基本知识DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20产品的特点　　（1）只要求一个端口即可实现通信。　　（2）在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。　　（3）实际应用中不需要外部任何元器

6、件即可实现测温。　　（4）测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。　　（5）数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。DS18B20的引脚介绍表1　DS18B20详细引脚功能描述序号名称引脚功能描述1GND地信号2DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。3VDD可选择的VDD引脚。DS18B20的复位时序-6-DS18B20的读时序对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20

7、在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。DS18B20的写时序对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。电源电路设计：由于整个系统的电路功耗在3W以下，所以使用的变压器容量为3W。在电路中，单片机需要+5V电源，集成运放需要V电源，因此我们设计的电源电路为：四、软件设计

8、-6-程序流程图：五、赛后感想经过本次比赛，我们在低功耗的电路设计方面进步很大。我们在调试过程中发现了很多的问题，例如温度芯片DS18B20的时序设置不正确会导致错误的结果。由于以前电路设计时不考虑电源损耗问题，因此在电源方面争议很大