一種多功能多路溫度監(jiān)測器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及溫度監(jiān)測器領域，特別是一種多功能多路溫度監(jiān)測器。
【背景技術】
[0002]溫度的采集監(jiān)測在日常生活中有著廣泛的用途，無論是在工業(yè)、農業(yè)生產還是在日常的生活中，都經常需要監(jiān)測溫度的變化以及時做出調整。例如在農業(yè)生產中就要對大棚內的溫度進行實時監(jiān)測以使其保持最佳狀態(tài)。傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測器是采用熱電偶或熱電阻，硬件軟件調試復雜，成本高，且在對溫度進行實時測量時，不能記錄下當溫度發(fā)生一定變化時的時間，從而將一段時期內的變化過大的記錄值進行二級存儲并報警，不便于對歷史數(shù)據(jù)的監(jiān)測、整理和分析。同時自身結構單一，使用范圍較小。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的實用新型目的在于:針對上述存在的問題，提供一種多功能多路溫度監(jiān)測器，能對歷史數(shù)據(jù)記錄，便于分析整理，價格低廉，且使用范圍廣。
[0004]一種多功能多路溫度監(jiān)測器，包括:主控制器、溫度測量部分、數(shù)據(jù)存儲部分、報警裝置和顯示部分。所述的主控制器采用AT89S52單片機，工作電壓4.0V到5.5V,擁有8K字節(jié)FLASH存貯器和256字節(jié)片內RAM,全靜態(tài)時鐘范圍從O?33MHz。PO和P2連接液晶顯示電路，Pl連接接收溫度傳感器。
[0005]溫度測量部分采用溫度傳感器DS18B20，該傳感器可實現(xiàn)9_12位的溫度讀數(shù)，溫度測量范圍為:-55?+125，測溫分辨率高達0.0625，將結果轉換成串行數(shù)字信號。由于采用單總線結構，每一個18B20都擁有唯一的標號，數(shù)據(jù)端全部連到ΡΓ1 口處。
[0006]數(shù)據(jù)存儲部分由于單片機內部的8K寄存器只能存放主程序，所以需要外部存儲器，本實用新型采用AT24C08，該芯片具有8K的EEPROM存儲空間，與單片機之間通過I2C總線技術進行通信，三個地址端A0、Al與A2可以為每個存儲器賦予不同的地址，最多可以將8個掛到單片機上去。
[0007]報警部分主要包括一個蜂鳴器，當單片機通過程序驗證后需要報警時，就輸出一個高電平導通三極管，蜂鳴器有電流流過既可以報警。
[0008]顯示部分采用帶背光的IXD1602點陣式字符型顯示器。該顯示器專門用于顯示字母、數(shù)字及符號等，它集成了 HD44780控制器，是一個液晶組件。顯示容量為16X2個字符，芯片工作電壓:4.5?5.5V，最佳工作電壓5.0V，總共有16個引腳，11條指令。
[0009]測溫模塊程序部分，其初始化步驟為:(I)單片機拉低單線480us以上產生復位脈沖；(2)釋放該線，進入Rx接收模式；(3) 18B20檢測到單片機釋放總線時產生的上升沿后延時40us ； (4)拉低總線60?240us產生應答脈沖，單片機接收到后發(fā)出ROM操作命令、內存操作命令及數(shù)據(jù)處理。
[0010]綜上所述，本實用新型的有益效果是:
[0011]本實用新型提供的一種多功能多路溫度監(jiān)測報警器功耗低，技術先進，能利用最少的資源對多點不同溫度進行高精度的測量，而且在滿足實時性的同時，能對歷史數(shù)據(jù)進行記錄對比并給出提示信息，具有較高的智能化；性能可靠、操作便利，復雜的工作通過軟件編程來完成，使用人員可以方便的獲取結果。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結構框圖。
[0013]圖中標記:1_數(shù)據(jù)存儲、2-單片機、3-溫度報警、4-液晶顯示、5-溫度測量、6_實時時鐘、7-控制鍵盤。
【具體實施方式】
[0014]一種多功能多路溫度監(jiān)測器，包括:主控制器、溫度測量部分、數(shù)據(jù)存儲部分、報警裝置和顯示部分，這其中最主要的部分是中間的主控模塊部分，溫度測量
[0015]由DS18B20溫度傳感器完成。傳感器的測量結果由于是以數(shù)字信號形式輸出，可以直接送給單片機處理。單片機在接到數(shù)據(jù)后，一方面將該時刻的溫度值送到液晶屏顯示出來，另一方面對比與之前的溫度數(shù)據(jù)是否有變化，若有變化就將溫度值連同變化的時間一起存儲到外部數(shù)據(jù)存儲器AT24C08中，如果兩次存儲有較大的波動，就會自動報警并同時將此進行單獨存儲以利于復查。當用戶想查看時間時，通過鍵盤進行顯示切換，就可實現(xiàn)溫度監(jiān)測與時鐘功能的靈活切換。其特征在于:主控制器采用AT89S52單片機，工作電壓4.0V到5.5V,擁有8K字節(jié)FLASH存貯器和256字節(jié)片內RAM,全靜態(tài)時鐘范圍從O?33MHz，它的最大方便之處室支持在系統(tǒng)編程ISP，可進行高達1000次擦寫，節(jié)約設計成本。單片機的口線中，PO和P2用于液晶顯示電路，Pl 口用于接收溫度傳感器輸入的數(shù)據(jù)并同片外存儲器間經行數(shù)據(jù)交換，P3 口用于輸入鍵盤的中斷信號和實時時鐘芯片的信號。
[0016]溫度測量在本監(jiān)測器中起到一個非常關鍵的作用，傳統(tǒng)的方式是采用熱電偶或熱電阻，但是硬件軟件調試復雜，且成本高。這里選擇了美國DALLAS公司生產的單總線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20。該傳感器可實現(xiàn)9-12位的溫度讀數(shù)，溫度測量范圍為:_55?+125，測溫分辨率高達0.0625，將結果轉換成串行數(shù)字信號。由于采用單總線結構，每一個18B20都擁有唯一的標號，節(jié)約了口線資源。數(shù)據(jù)端全部連到ΡΓ1 口處。在讀取數(shù)據(jù)時，通過發(fā)送傳感器的唯一序列號讀取不同的溫度傳感器值以實現(xiàn)多點測量。
[0017]數(shù)據(jù)存儲部分中需要將溫度發(fā)生變化時的溫度值及對應的時間進行存儲，這里存儲的時間信息來自DS1302，內設有年、月、日、時、分、秒寄存器，可直接讀出寄存器的值得到時間，使用靈活。由于單片機內部8K的FLASH存儲空間只能存放主程序，必須選擇外部存儲器。本實用新型選擇采用AT24C08，該芯片具有8K的EEPROM存儲空間，與單片機之間通過I2C總線技術進行通信，三個地址端A0、Al與A2可以為每個存儲器賦予不同的地址，最多可以將8個掛到單片機上去，而且同單片機的接口僅占用兩根口線，中的U7和U8所示?？筛鶕?jù)實際需要加入更多的芯片，選擇自由度較大。
[0018]報警部分硬件電路相對比較簡單，主要是一個蜂鳴器，當單片機通過程序驗證后需要報警時，就輸出一個高電平導通三極管，蜂鳴器有電流流過既可以報警。報警部分主要還要取決于軟件的設計能否準確將不同時刻的數(shù)據(jù)進行準確對比。
[0019]為了能夠提供一個更為良好的顯示界面，該設計選用帶背光的LCD1602點陣式字符型顯示器。該顯示器專門用于顯示字母、數(shù)字及符號等，它集成了 HD44780控制器，是一個液晶組件。顯示容量為16X2個字符，芯片工作電壓:4.5?5.5V，最佳工作電壓5.0V,總共有16個引腳，11條指令。它的另一大優(yōu)點就是功耗主要消耗在其內部的電極和驅動IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。
[0020]為利于該設計的多功能的實現(xiàn)和更高的編程效率，采用C語言進行編程。由于18B20是單總線結構，要讀出4個溫度傳感器的值，必須先寫不同編號的控制字，然后讀出對應的溫度值，每個傳感器的編號是預先通過程序得到的。讀入溫度后，與之前一分鐘時的溫度值做對比，如果溫度變化超過了設定的范圍(初設為2 )，那么就將變化后的溫度值連同變化的時刻一起存入片外存儲器中，這是一級存儲，若Ih內變化超過3 (可另設)，則觸發(fā)蜂鳴器報警的同時將這些數(shù)據(jù)在單獨取出存儲，這是二級存儲。另設按鍵可改變顯示狀態(tài)，將實時時鐘的信息顯示出來，一個溫度監(jiān)測器瞬間就變成了一個數(shù)字鐘。
[0021]本實用新型采用的是單總線結構的DS18B20，在使用前必須先進行初始化，其初始化步驟包括:單片機通過拉低單線480us以上產生復位脈沖，然后釋放該線，進入Rx接收模式。單片機釋放總線時會產生一個上升沿，18B20檢測到該上升沿后延時40us，通過拉低總線60?240us來產生應答脈沖，單片機接收到后就說明有單線器件存在，之后就可以發(fā)出ROM操作命令、內存操作命令及數(shù)據(jù)處理。要實現(xiàn)多路測量單片機要對眾多在線18B20的某一個操作時，首先要發(fā)出匹配ROM命令(55H)，緊接著單片機提供64位序列，之后就是針對某個具體讀出其溫度值，但是啟動溫度轉換命令是對所有的都進行的。
【主權項】
1.一種多功能多路溫度監(jiān)測器，包括:主控制器、溫度測量部分、數(shù)據(jù)存儲部分、報警裝置和顯示部分，其特征在于:所述的主控制器采用AT89S52單片機，工作電壓4.0V到5.5V,擁有8K字節(jié)FLASH存貯器和256字節(jié)片內RAM,全靜態(tài)時鐘范圍從O?33MHz，PO和P2連接液晶顯示電路，Pl連接接收溫度傳感器。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能多路溫度監(jiān)測器，其特征在于:溫度測量部分采用溫度傳感器DS18B20，能實現(xiàn)9-12位的溫度讀數(shù)，溫度測量范圍為:_55?+125，測溫分辨率可達0.0625，將結果轉換成串行數(shù)字信號，每一個18B20都擁有唯一的標號，數(shù)據(jù)端全部連到ΡΓ1 口處。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能多路溫度監(jiān)測器，其特征在于:外部存儲器采用AT24C08，具有8K的EEPROM存儲空間，與單片機之間通過I2C總線技術進行通信，單片機最多可掛數(shù)為8個。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能多路溫度監(jiān)測器，其特征在于:報警部分主要包括一個蜂鳴器，報警時，輸出一個高電平導通三極管，蜂鳴器有電流流過。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能多路溫度監(jiān)測器，其特征在于:顯示部分采用帶背光的IXD1602點陣式字符型顯示器，集成了 HD44780控制器，顯示容量為16X2個字符，芯片工作電壓:4.5?5.5V，最佳工作電壓5.0V，總共有16個引腳，11條指令。
【專利摘要】本實用新型提供的一種多功能多路溫度監(jiān)測器是為實現(xiàn)對多點溫度的實時監(jiān)測報警而設計。采用4個DS18B20溫度傳感器對4個不同點的溫度進行測量，并可靈活增加；為了達到實時的目的而加入了DS1302時鐘芯片，在測量溫度的同時，給出不同溫度產生時的精確時間；將得到的變化的溫度、溫度采集點及其時間進行存儲，采用了串行EEPROM芯片AT24C08存儲時間溫度信息，通過1602液晶屏友好的人機界面將結果完美的呈現(xiàn)給用戶。
【IPC分類】G01K1-02, G01K7-00
【公開號】CN204359448
【申請?zhí)枴緾N201420792637
【發(fā)明人】陳華
【申請人】成都問達茂源科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月16日