基于P89LV51RD2单片机的温度控制

BeardRen

摘要:介绍了一种基于温度传感器DS1820、单片机P89LV51RD2和SD卡来对温度进行采
/ P" j' l% T/ G4 n8 I集、显示和存储的控制处理设计方案与实现方法，重点介绍了P89LV51RD2的新特性及其SPI
工作模式，给出了P89LV51RD2的管脚连接配置以及SD卡的数据传输过程，最后简要说明了
系统程序的设计流程。
; \! f2 f9 o' I关键词:温度传感器; DS1820; 单片机; P89LV51RD2; SD卡;温度控制
0引言
7 u8 e/ t6 G7 g温度是一种最基本的环境参数。人们日常生
4 t! A8 ^  f3 {8 I活与温度息息相关，工业生产中需要对温度进行
9 U; ~& _; k: ^/ Q6 b7 A监控，农业方面需要参考温度来进行生产，可
" ?4 m3 D$ l  V( `见，温度在许多方面都起着重要的作用。因此，
对温度进行测量，并将数据进行存储,以备将来
参考使用具有重要意义。
为此，本文将设计一个较为简易，成本较
" H  N+ y$ h- N4 p: j" C  g0 }/ z+ {; I低，能实时监控并显示温度，使用方便的温度采
集控制系统。其中，温度的采集工作主要由温度
2 o3 e: y1 N- @3 b! D2 |传感器DS1820来完成，而采集到的温度数据则存
于目前比较流行的SD卡中。而控制与转换处理功
能则采用新款单片机P89LV51RD2来实现，温度
的显示由锁存器74LV377驱动三片数码管来实现。
. s( Z1 S" u3 F2 A- t1 _( d本文首先介绍了控制处理系统设计的原理，接着
; {% ?2 x( n0 C6 H: M$ F给出了硬件的连接和系统的配置方法，最后介绍
/ k' u: t+ i. H* \% Q3 ]4 p了软件程序的编写方法。
$ W! b7 \$ e) ]1温度控制处理 系统设计
图1给出了一个温度控制与处理系统的实现
原理框图。系统中的硬件主要包括温度传感器
" [% ?7 Q5 f4 R4 YDS1820、单片机P89LV51RD2、SD卡、锁存器
74LV77以及数码管。系统工作时，先由温度传感
- v  S5 C  _6 L+ d. `5 h# i
& A  }' `+ z" O! V8 V2 V' q/ U# V器DS1820对温度进行测量，并将所测得的温度值
2 I! L' r) [) w: N$ D2 M转化成9位二进制数据后以串行方式传输到单片
机P89LV51RD2,然后由单片机将收到的9位温度
数据存到内部RAM中，并根据这个值来控制输出
端口，同时将信息值送人对应的锁存器中，再由
& q- \3 p- O  P4 Z锁存器来驱动数码管，最后将温度值以摄氏温度
的形式显示出来。与此同时，系统在显示时不要
, H9 S9 b; q( T8 \5 V& V5 z5 m将RAM中的数据以串行方式传人SD卡中进行存
储，以便在需要时再将有用数据从卡读取出来。
下面就各芯片的工作模式与相关配置进行说明。
围1温控系统结构原理框 围
1.1 数字温度传感器DS1820
4 N* m1 V7 P. H# v$ iDS1820数字温度传感器的内部结构如图2所
8 D& s! {! K3 m) J  ^, a示。由图可知，DS1820由 三个主要数字器件组
% B* t; K3 ~3 e- h: v成: 64bit闪速ROM、温度传感器、非易失性温度
. Y6 c: U  n& N# h" B$ r$ i8 P7 ^报警触发器TH和TL。其测温范围为-55C叶
125C，测量精度为0.0625C。DS1820的测温时，
# r$ w0 s( n: p先由内部计数器对一个受温度影响的振荡器的脉
, f, o. |$ C; _& B. z冲进行计数(低温时振荡器的脉冲可以通过门电
路，而当达到某一设置高温时振荡器的脉冲不通
过门电路)，当计数器- -55C的值时，如果计数器
' M+ y- o2 v; |! [/ J在到达0之前，门电路未关闭，则温度寄存器的
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由单片机将收到的9位温度数据存到内部RAM中