花卉温室控制系统设计(论文) 联系客服

发布时间 : 星期三 文章花卉温室控制系统设计(论文)更新完毕开始阅读

本科毕业设计说明书(论文)

第 9 页 共 32 页

态。根据应用的要求,复位操作通常有两种基本形式:上电复位和上电或开关复位。上电复位要求接通电源后,自动实现复位操作。上电或开关复位要求电源接通后,单片机自动复位,并且在单片机运行期间,用开关操作也能使单片机复位。上电后,由于电容的充电和反相门的作用,使RST持续一段时间的高电平。复位输入,电路接通,当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位,如图3所示。

图3 复位电路

3.1.3 晶振电路

XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生器的输入端,XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容,中间再并个12MHZ的晶振,形成单片机的晶振电路。

晶体振荡器在固定频率振荡器中能够提供较高的精度,绝大多数RTC采用32.768kHz的晶体,晶体振荡器输出经过分频后会产生1Hz的基准来刷新时间和日期。RTC的精度主要取决于晶振的精度,晶体振荡器在固定频率振荡器中能够提供较高的精度,绝大多数RTC采用32.768kHz的晶体,晶体振荡器输出经过分频后会产生1Hz的基准来刷新时间和日期。RTC的精度主要取决于晶振的精度,晶振一般在特定的电容负载下,其调谐振荡在正确的频点,而当晶振调谐于12.5pF负载的RTC电路中时,使用6pF负载的晶振将会使时钟变快。Dallas Semiconductor提供的所有RTC均采用内部偏置网络,因而晶振可直接连接到RTC的X1、X2引脚,而不需要额外的元件。由于RTC的晶振输入电路具有很高的输入阻抗,因此,它与晶振的连线犹如一个天线,很容易耦合系统其余电路的高频干扰。而干扰信号被耦合到晶振引脚将导致时钟数的增加或减少。考虑到线路板上大多数信号的频率高于32.768kHz,所以,通常会产生

本科毕业设计说明书(论文)

第 10 页 共 32 页

额外的时钟脉冲计数。因此,晶振应尽可能靠近X1、X2引脚安装,同时晶振、X1/X2引脚的下方最好布成地平面。晶振电路如图4所示。

图4 晶振电路

3.2温度传感器简介

3.2.1 温度传感器DS18B20简述

DS18B20 是美国DALLAS 公司生产的可完全替代DS1820 的全新型单线数字式温度计。它具有结构简单,不需外接元件,采用一根I/O 数据线既可供电又可传输数据、并可由用户设置温度报警界限等特点,可广泛用于食品库、冷库、粮库等需要控制温度的地方。DS18B20的主要特性:温度传感器DS18B20适应电压范围的更宽,电压范围为3~5.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电,独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可以实现微处理器与DS18B20的双向通讯;另外DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温,另外它耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

温度传感器DS18B20在使用过程中不需要任何外围元件,全部传感器元件及其转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。测温范围为-55~125℃,在-10~85℃时精确度为正负0.5℃;可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃,可实现高精度测温;在9位分辨率时最多可以在93.75ms内把温度转换成数字,12位分辨率时最多可以在750ms内把温度值转换为数字;测温结果直接输出数字温度信号,以“一线总线”串行传送给CPU,同时可传送CRC校

本科毕业设计说明书(论文)

第 11 页 共 32 页

验码,具有极强的抗干扰能力和纠错能力;用户可定义非易失性报警设置;负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而被烧毁,但其不能正常工作。

DS18B20外形和引脚:DS18B20的内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器,DS18B20的外形及管脚排列如图5所示。

图5 DS18B20的外形图

DS18B20的引脚定义:GND为接地端;DQ为数字信号输入/输出端;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。DS18B20的结构:DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装,其内部结构框图如图6所示

图6 DS18B20内部结构

3.2.2 DS18B20系列的性能特点

从64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,一共有48位,最后8位是前面56位的CRC检验码,这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因,温度报警触发器TH和TL,可通过软件写入户报警上下限。

DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可

本科毕业设计说明书(论文)

第 12 页 共 32 页

电擦除的EERAM,高速暂存RAM的结构为9字节的存储器,其结构如图7所示。它的头2个字节包含测得的温度信息,第3和第4字节TH和TL的拷贝,并是易失的,每次上电复位时被刷新。第5个字节,为配置寄存器,它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率,第6、7、8字节保留;第9字节即作循环冗余校检。

在温度传感器DS18B20工作时,寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值,该字节各位的定义如图8所示。低5位一直为1,TM是工作模式位,用于设置DS18B20在工作模式保持在测试模式,另外DS18B20在出厂时该位被设置为0,用户需要去改动,通过R1和R0决定温度转换的精度位数,来设置分辨率。其中,TM 为测试模式位,为1 表示测试模式,为0 表示工作模式,出厂时该位设为0,且不可改变。R1 和R0 的设置组合与温度分辨率有关。

温度 LSB 温度 MSB TH用户字节1 TL用户字节2 配置寄存器 保留 保留

..TMR1R0.11111.

图8 DS18B20字节定义

保留 CRC

图7 RAM的9字节定义

由表2可见,DS18B20温度转换的时间是比较长的,而且分辨率越高,所需要的温度数据转换的时间越长,因此,在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡一定要考虑在其中。DS18B20中的高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用,表现为全逻辑1,第9字节读出前面所有8字节的CRC码,可以用来检验数据,从而保证通信数据的正