專利名稱：一種具有報(bào)警功能的存儲式數(shù)字溫度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溫度測量技術(shù)，具體說就是一種具有報(bào)警功能的存儲式數(shù)字溫度計(jì)。
背景技術(shù)：
溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人們的生活環(huán)境與溫度息息相關(guān)，研究溫度測量 方法和裝置顯得尤為重要。在實(shí)際應(yīng)用中，如果所采用的測溫元件和測量方法不同，則設(shè)計(jì)出的數(shù)字溫度計(jì)的精度也會不相同。傳統(tǒng)的數(shù)字溫度計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案一般不能滿足高精度、高可靠性的要求，如溫度接觸器數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案，主要通過控制接觸器的通斷時(shí)間比例來達(dá)到改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，效率很低?！包c(diǎn)位”控制以及常規(guī)的PID控制器數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案，只能適應(yīng)一般溫度控制系統(tǒng)，對于精度要求較高的場合則相形見絀。采用DS1624溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)方案，存在著系統(tǒng)擴(kuò)展性弱的弊端。傳統(tǒng)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案中，或多或少存在著成本高、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能不全、使用不便捷、質(zhì)量偏低等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有報(bào)警功能的存儲式數(shù)字溫度計(jì)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它是由單片機(jī)AT89S52、ISP接口、電源、溫度采集電路、晶體振蕩電路、復(fù)位電路、鍵盤控制電路、報(bào)警電路和顯示模塊組成的，單片機(jī)AT89S52分別連接ISP接口、電源、溫度采集電路、晶體振蕩電路、復(fù)位電路、鍵盤控制電路、報(bào)警電路和顯示模塊。本實(shí)用新型一種具有報(bào)警功能的存儲式數(shù)字溫度計(jì)，工作可靠、測量誤差小，與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便、測溫范圍廣、精度高、讀數(shù)穩(wěn)定、高效地實(shí)現(xiàn)溫度存儲和報(bào)警以及輸出溫度采用數(shù)字顯示等特點(diǎn)，主要適用于溫度檢測、溫度控制、溫度報(bào)警以及科研實(shí)驗(yàn)室等對測溫要求比較準(zhǔn)確的場所。采用單片機(jī)對溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便和組態(tài)簡單的優(yōu)點(diǎn)，而且可以提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)；采用功能強(qiáng)的芯片，在簡化電路的同時(shí)，有利于系統(tǒng)的功能擴(kuò)展；單片機(jī)AT89S52是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，片內(nèi)具有8K字節(jié)的EPROM和26字節(jié)的RAM，適合溫度數(shù)據(jù)存儲；DS18B20是一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，可以滿足-550C到+125°C范圍的溫度測量，且測量精確，在-10°C +85°C范圍內(nèi)，精度為±0. 5°C?？梢栽谝幻雰?nèi)把溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字，測得的溫度值儲存在兩個(gè)八位的RAM中，單片機(jī)可以直接從中讀出數(shù)據(jù)并且轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制溫度值，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合惡劣環(huán)境的現(xiàn)場測溫。如環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與傳統(tǒng)溫度傳感器不同，DS18B20支持3V 5. 5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，而且產(chǎn)品更便宜，體積更小。DS18B20是單總線數(shù)字化溫度傳感器，可編程為9位 12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率達(dá)到O. 0625°C，采用寄生電源工作方式，CPU只需一根總線便能與DS18B20通信，占用CPU總線少，可節(jié)省大量引線和邏輯電路。鍵盤控制的功能較強(qiáng)，可以設(shè)置報(bào)警溫度界限，且設(shè)置準(zhǔn)確、誤差小。按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動復(fù)位，使用比較方便，在程序跑飛時(shí)，可以手動復(fù)位，這樣就不用重啟單片機(jī)電源，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。實(shí)施例I :結(jié)合圖I、圖2，本實(shí)用新型一種具有報(bào)警功能的存儲式數(shù)字溫度計(jì)，它是由單片機(jī)AT89S52(1)、ISP接口⑵、電源(3)、溫度采集電路(4)、晶體振蕩電路(5)、復(fù)位電路(6)、鍵盤控制電路(7)、報(bào)警電路⑶和顯示模塊(9)組成的，單片機(jī)AT89S52(1)分別連接ISP接口(2)、電源(3)、溫度采集電路(4)、晶體振蕩電路(5)、復(fù)位電路(6)、鍵盤控制電路(7)、報(bào)警電路(8)和顯示模塊(9)。實(shí)施例2 :結(jié)合圖I、圖2，本實(shí)用新型由單片機(jī)AT89S52和新型的智能集成溫度傳感器DS18B20以及LED數(shù)碼顯示等部件實(shí)現(xiàn)的溫度測量及報(bào)警系統(tǒng)。其中以AT89S52單片機(jī)為控制內(nèi)核，采用DS18B20溫度傳感器采集現(xiàn)場溫度，通過利用AT89S52單片機(jī)，硬件電路的設(shè)計(jì)，測溫控制系統(tǒng)直接將數(shù)字量輸出到單片機(jī)并通過LED顯示出來，無須經(jīng)過變換電路。該系統(tǒng)具有溫度報(bào)警的功能，當(dāng)溫度超過所設(shè)定的溫度界限時(shí)，蜂鳴器則發(fā)出鳴叫。本實(shí)用新型的工作原理如下當(dāng)系統(tǒng)接通電源(+5V)工作時(shí)，通過溫度采集電路(核心為DS18B20溫度傳感器)采集現(xiàn)場溫度，經(jīng)由AT89S52處理并通過顯示模塊(LED數(shù)碼管)顯示出來。通過鍵盤控制電路設(shè)置溫度報(bào)警閾值，當(dāng)實(shí)際采集到的現(xiàn)場溫度超出報(bào)警閾值時(shí)，由報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警。系統(tǒng)設(shè)置晶體振蕩電路產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，并可由復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位。利用AT89S52的ISP接口功能，不需要將CPU從電路板上取下來，也不需要專用的編程器，只需要從電腦中將編好的程序燒寫到單片機(jī)中，方便進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和修改。本系統(tǒng)硬件主要包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、溫度采集電路、復(fù)位電路、晶體振蕩電路、鍵盤控制、報(bào)警電路和顯示電路等部分，系統(tǒng)硬件電路如圖2所示。單片機(jī)AT89S52是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，片內(nèi)具有8K字節(jié)的EPROM和26字節(jié)RAM。AT89S52是整個(gè)系統(tǒng)的核心處理器，本系統(tǒng)不僅可以利用十進(jìn)制實(shí)時(shí)顯示溫度值，還可根據(jù)需要設(shè)置控制溫度的界限，當(dāng)溫度超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動產(chǎn)生報(bào)警系統(tǒng)。AT89S52具有ISP (在線系統(tǒng)可編程)功能。利用AT89S52的在線編程功能，不需要將CPU從電路板上取下來，也不需要專用的編程器，只需要從電腦中將編好的程序燒寫到單片機(jī)中，調(diào)試修改都很方便。電源部分VCC由外部電源輸入，為+5V。溫度采集電路在設(shè)計(jì)中采用的溫度傳感器是DS18B20。DS18B20是一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，全部傳感器件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如三極管的集成電路中，可以滿足-55攝氏度到+125攝氏度范圍的溫度測量，且測量精確，可以在一秒內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字，測得的溫度值儲存在兩個(gè)八位的RAM中，單片機(jī)可以直接從中讀出數(shù)據(jù)并且轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制溫度值，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合惡劣的環(huán)境的現(xiàn)場測溫。如環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與傳統(tǒng)溫度傳感器不同，DS18B20支持3V 5. 5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，而且產(chǎn)品更便宜，體積更小。DS18B20管腳IGND接地，管腳2DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端，接到AT89S52的P2. 4端，4. 7ΚΩ的電阻為信號和5V電源之間的上拉電阻，管腳3中間接O. IuF的瓷片電容C4。單片機(jī)內(nèi)由反相放大器所構(gòu)成的時(shí)鐘振蕩電路，XTALl和XTAL2分別為振蕩電路的輸入端和輸出端。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式，XTALl和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件。采用12MHz的石英晶體和兩個(gè)15pF瓷片電容C2和C3組成的并聯(lián)諧振回路，內(nèi)部振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩，產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元。電路中兩個(gè)電容C2、C3的作用有兩個(gè)一是幫助振蕩器起振；二是對振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。系統(tǒng)的復(fù)位電路在RST輸入端出現(xiàn)高電平時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)位和初始化。在振蕩器運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，必須使RST引腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平。CPU在第二個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位操作，以后每一個(gè)周期重復(fù)一次，直至RST端電平變低。復(fù)位器件不產(chǎn)生ALE及PSEN信號。當(dāng)RST引腳返回低電平后，CPU從O地址開始執(zhí)行程序。本實(shí)用新型采用開關(guān)復(fù)位電路，使用方便，當(dāng)開關(guān)SI按下時(shí)，溫度復(fù)位。這樣就不用再重啟單片機(jī)電源就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。控制鍵盤由四個(gè)獨(dú)立按鍵S2，S3，S4，S5，一端分別與單片機(jī)的P3. 3，P2. 2，P2. 1，P2. O以及IK Ω的上拉電阻相連，另一端接地。按鍵S2是中斷按鍵，當(dāng)S2按下時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入報(bào)警溫度設(shè)置狀態(tài)，S4和S5分別是報(bào)警溫度值增加，減少的鍵，可以根據(jù)需要設(shè)定自己想要的報(bào)警溫度值。按下S3則退出報(bào)警溫度設(shè)置狀態(tài)，顯示當(dāng)前溫度值。采用蜂鳴器報(bào)警電路，由3904三極管和蜂鳴器組成，三極管作蜂鳴器的驅(qū)動電流，蜂鳴器的控制接到單片機(jī)的P3. 4 口。在三極管與單片機(jī)中接1ΚΩ的上拉電阻。采用動態(tài)顯示方式驅(qū)動LED數(shù)碼管工作，電路結(jié)構(gòu)簡單，并且可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)I/O 口的并用，顯示效果直觀，明亮，調(diào)試容易，成本較低
權(quán)利要求1.一種具有報(bào)警功能的存儲式數(shù)字溫度計(jì)，它是由單片機(jī)AT89S52 (I)、ISP接口(2)、電源⑶、溫度采集電路(4)、晶體振蕩電路(5)、復(fù)位電路(6)、鍵盤控制電路(7)、報(bào)警電路(8)和顯示模塊(9)組成的，其特征在于單片機(jī)AT89S52(1)分別連接ISP接口⑵、電源(3)、溫度采集電路(4)、晶體振蕩電路(5)、復(fù)位電路(6)、鍵盤控制電路(7)、報(bào)警電路(8)和顯示模塊(9)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種具有報(bào)警功能的存儲式數(shù)字溫度計(jì)。它是由單片機(jī)AT89S52、ISP接口、電源、溫度采集電路、晶體振蕩電路、復(fù)位電路、鍵盤控制電路、報(bào)警電路和顯示模塊組成的，單片機(jī)AT89S52分別連接ISP接口、電源、溫度采集電路、晶體振蕩電路、復(fù)位電路、鍵盤控制電路、報(bào)警電路和顯示模塊。本實(shí)用新型工作可靠、測量誤差小，與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便、測溫范圍廣、精度高、讀數(shù)穩(wěn)定、高效地實(shí)現(xiàn)溫度存儲和報(bào)警以及輸出溫度采用數(shù)字顯示等特點(diǎn)，主要適用于溫度檢測、溫度控制、溫度報(bào)警以及科研實(shí)驗(yàn)室等對測溫要求比較準(zhǔn)確的場所。
文檔編號G01K7/00GK202382872SQ201120550518
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者季厭浮, 宣麗萍, 張紹兵 申請人:黑龍江科技學(xué)院