基于AT89C2051單片機(jī)的大氣溫度采集和記錄系統(tǒng)

1 引 言

大氣溫度的測(cè)量具有重要意義， 一般是采用各種溫度計(jì)進(jìn)行人工測(cè)量， 并定時(shí)記錄測(cè)量結(jié)果， 這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)工， 十分不便。本文提出了一種非常小巧的大氣溫度測(cè)量和記錄裝置， 能對(duì)范圍為- 55 ℃ ~ + 125 ℃ 的溫度進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)測(cè)量， 同時(shí)記錄測(cè)量結(jié)果， 精度最高可達(dá)0. 0625℃ 。

2 系統(tǒng)原理

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要由AT89C2051單片機(jī)和外圍電路構(gòu)成。其基本思想是由串行時(shí)鐘芯片DS1306 提供時(shí)間基準(zhǔn)， 由溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度測(cè)量， 溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DS2433中。AT89C2051單片機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。

AT89C2051是一款低電壓， 高性能的CMOS 8位單片機(jī)， 片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀F lash程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器( RAM) ， 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)， 兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS- 51指令系統(tǒng)， 內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元， 功能強(qiáng)大的AT89C2051單片機(jī)可提供高性價(jià)比的應(yīng)用。

AT89C2051是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)， 但它只有20個(gè)引腳， 15個(gè)雙向輸入/輸出( I /O )端口， 其中P1是一個(gè)完整的8位雙向I/O 口， 兩個(gè)外中斷口， 兩個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器， 兩個(gè)全雙向串行通信口，一個(gè)模擬比較放大器。同時(shí)AT89C2051 的時(shí)鐘頻率可以為零， 即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口和外中斷口， 系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中， 片內(nèi)RAM 將被凍結(jié)， 時(shí)鐘停止振蕩， 所有功能停止工作， 直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行。


系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

DS18B20是集成數(shù)字溫度計(jì) ， 溫度測(cè)量范圍- 55℃ ~ + 125℃ ， 通過編程可實(shí)現(xiàn)0. 5℃ 、0. 25 ℃ 、0. 125 ℃ 、0. 0625℃ 四種不同的分辨率。其最大特點(diǎn)是通過一條數(shù)據(jù)線就可實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的數(shù)字通訊。

測(cè)量得到的溫度數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)。DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1 -W ire， 即單總線器件， 具有線路簡(jiǎn)單， 體積小的特點(diǎn)。因此用它來組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)， 具有線路簡(jiǎn)單， 在一根通信線上可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)， 十分方便。

DS18B20的特點(diǎn):

( 1)只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。

( 2)在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無二的序列號(hào)。

( 3)實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。

( 4)測(cè)量溫度范圍在- 55 ℃ 到+ 125 ℃ 之間。

( 5)數(shù)字溫度計(jì)的分辨率可以從9 位到12位選擇。

( 6)內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。