表 分辨率关系表
R0 R1 分辨率/bit 最大转换时间/us 0 0 9 93.75 0 1 10 187.5 1 0 11 375 1 1 12 750 高速暂存存储器由9个字节组成,其分配如表2.2.1-2所示。当温度转换命令发布后,经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后,数据格式如表2.2.1-2所示。对应的温度计算:当符号位S=0时,直接将二进制位转换为十进制;当S=1时,先将补码变为原码,再计算十进制值。
表2.2.1-2 DS18B20存储器
温度LSB 温度MSB TT保留 保留 计数寄存器 计数寄存器 8位CRC H L 2.2.2 电路设计
本系统为多点温度测试。DS18B20采用外部供电方式,理论上可以在一根数据总线上挂256个DS18B20,但时间应用中发现,如果挂接25个以上的DS18B20仍旧有
可能产生功耗问题。另外单总线长度也不宜超过80M,否则也会影响到数据的传输。在这种情况下我们可以采用分组的方式,用单片机的多个I/O来驱动多路DS18B20。在实际应用中还可以使用一个MOSFET将I/O口线直接和电源相连,起到上拉的作用[4]。电路如图。
图 单总线原理图
对DS18B20的设计,需要注意以下问题:
A、对硬件结构简单的单线数字温度传感器DS18B20 进行操作,需要用较为复杂的程序完成。编制程序时必须严格按芯片数据手册提供的有关操作顺序进行,读、写时间片程序要严格按要求编写。尤其在使用DS18B20 的高测温分辨力时,对时序及电气特性参数要求更高。
B、有多个测温点时,应考虑系统能实现传感器出错自动指示,进行自动DS18B20 序列号和自动排序,以减少调试和维护工作量。
C、测温电缆线建议采用屏蔽4 芯双绞线,其中一对线接地线与信号线,另一组接VCC和地线,屏蔽层在源端单点接地。DS18B20 在三线制应用时,应将其三线焊接牢固;在两线应用时,应将VCC与GND接在一起,焊接牢固。若VCC脱开未接,传感器只送85℃的温度值。
D、实际应用时,要注意单线的驱动能力,不能挂接过多的DS18B20,同时还应注意最远接线距离。另外还应根据实际情况选择其接线拓扑结构。
2.2.3 无线传输电路模块
无线传输模块,采用集成芯片PT2262和PT2272来构建收发电路。PT2262/PT2272 是台湾普城公司生产的一种CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,PT2262/PT2272 最多可有12 位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441 地址码,PT2262 最多可有6 位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17 脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。
编码芯片 PT2262 发出的编码信号由:地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272 接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT 脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时,PT2262 不接通电源,其17 脚为低电平,所以315MHz 的高频发射电路不工作,当有按键按下时,PT2262 得电工作,其第17 脚输出经调制的串行数据信号,当17 脚为高电平期间315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17 脚为低平期间315MHz 的高频发射电路停止振荡,所以高频发射电路完全收控于PT2262 的17 脚输出的数字信号,从而对高频电路完成幅度键控(ASK调制)相当于调制度为100%的调幅。
在通常使用中,一般采用8 位地址码和4 位数据码,这时编码电路PT2262 和解码PT2272 的第1~8脚为地址设定脚,有三种状态可供选择:悬空、接正电源、接地三种状态,3 的8 次方为6561,所以地址编码不重复度为6561 组,只有发射端PT2262 和接收端PT2272 的地址编码完全相同,才能配对使用,例如将发射机的PT2262 的第2 脚接地第3 脚接正电源,其它引脚悬空,那么接收机的PT2272 只要第2 脚接地第3 脚接正电源,其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时,接收机对应的D1~D4端输出约4V 互锁高电平控制信号,同时VT 端也输出解码有
效高电平信号。用户可将这些信号加一级三极管放大,便可驱动继电器等负载进行遥控操纵[5]。
设置地址码的原则是:同一个系统地址码必须一致;不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。至于设置什么样的地址码完全随客户喜欢。 3 无线发送与接收电路
3.1 无线发送电路
原理如图3.1-1所示。
图3.1-1 PT2262发射原理图
PT2262的发射原理如上图所示,采用8 位地址码和4 位数据码的格式。PT2262的第1~8引脚设置地址为“00000000”,及1~8脚都接地。第10~13引脚为数据输入端,这四个引脚分别与单片机AT89S51的P2.0~P2.3口相连。要发送的数据通过单片机AT89S51的P2.0~P2.3口写入PT2262的数据输入管脚10~13。由于第14脚接地,所以编码启动端一直有效,当PT2262的管脚10~13有输入(有一个为“1”即有编码发出),则输入的4位数据再经过第17脚串行输出通过天线发送出去。
3.2 无线接收模块
无线接收模块电路图如图3.2-1所示:PT2272的接收原理如上图所示,由于PT2262采用8位地址码和4 位数据码的格式,所以PT2272也要采用同样的格式。PT2272要与PT2262的地址相匹配才能进行传输,所以PT2272的地址引脚1~8也要设置为“00000000”,及都接地。数据出端10~13引脚与单片机AT89S51的P1.0~P1.3口相
连。接收到的数据再通过单片机的外围接口P1.0~P1.3读入到单片机内部进行处理。第17脚连接到单片机的P3.2(INT0)的外中断0的输入端,同时接一个发光二极管来确定解码有没有效。当解码有效时17脚输出瞬间的高电平同时使单片机产生中断来读取数据和二极管瞬间发光。每解码有效一次,发光二极管的闪烁一次[6]。
图3.2-1 PT2262接收原理图
4 显示电路
4.1 字符型液晶显示模块
图4.1-1 液晶面板
字符型液晶显示模块是一类专门用于显示字母,数字,符号等的点阵式液晶显示模块。在显示器件上的电极图型设计,它是由若干个5*7或5*11等点阵符位组成。每一个点阵字符位都可以显示一个字符。点阵字符位之间有一空点距的间隔起到了字符
间距
和行距的作用。
4.2 字符型液晶显示模块引脚
VSS为地电源,VDD接5V正电源,VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。RW为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平