匿亘妥霾雯受墅亟要羽单片机开发与应用文章编号：１００８－０５７０（２００８）１０－２－０１１９－－０２ 锅炉烟囱制造基于ＡＴ８９Ｓ５２单片机与ＤＳ１８８２０的温度监控系统 ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＭｏｎｉｔｏｒｅｄＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄＯｎＡＴ８９Ｓ５２Ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＤＳｌ８８２０
ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＳｅｎｓｏｒ一．．
（广东工业大学）黄小波
ＨＵＡＮＧＸｉａｏ－－ｂｏ
摘要：本系统是以ＡＴ８９Ｓ５２单片机为控制单元，并采用Ｄａｌｌａｓ单线数字温度传感器ＤＳｌ８８２０采集现场温度数据而设计的远程温度控制系统，该系统具有结构新颖、电路简单和控制方便等优点。并可根据需要设置控制温度的上、下限，系统具有超过设置上、下限温度自动报警等功能。一
关键词：温度传感器：ＡＴ８９Ｓ５２；ＤＳｌ８８２０；温度检测
中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｅｗｒｅｍｏｔｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｎｉｔｏｒｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ。ａＡＴ８９Ｓ５２ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐｃｏｍｐｕｔｅｒｉｓａｐｐｌｉｅｄａｓａｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔａｎｄａＤａｌｌａｓｃｈｉｐＤＳｌ８８２０ｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｏａｓａｄｉｇｉｔａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｏｓｓｅｓｓｏｆｍａｎｙｅｘｃｅｌｌｅｎｃｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｔｓｎｏｖｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｉｍｐｌｅｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｅｘｐｅｄｉｅｎｔｃｏｎｔｒ０１．Ｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｓｅｔｄｉｓｃｒｅｔｉｏｎａｒｉｌｙａｎｄａｎａｌａｒｍｗｉｌｌｂｅｇｉｖｅｎｂｙｓｙｓｔｅｍｉｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｘｃｅｅｄｓｔｈｅｌｉｍｉｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒ；ＡＴ８９Ｓ５２；ＤＳｌ８８２０；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅｓｓｕｌｔ．
１引言
温度在工业控制和科学实验中都是个很重要的参数，在化工、冶金、医药、食品和实验室等许多领域
里，温度的高低直接影响到产品的质量及使用寿命，因此在实际应用中对温度都要求严格控制，对于温度的精确度和稳定性均有较高的要求。但有些领域的温度过高或过低，工作人员无法靠近或现场无人力来监控。又有些领域经常需要控制温度使之保持在一定范围内。以往，在实际测控系统中，多采用热敏电阻器或热电偶测量温度。这种温度采集电路有时需要冷端补偿电路，这样就增加了电路的复杂性；而且电路易受干扰，使采集到的数据不准确。本文设计了一种基于ＡＴ８９Ｓ５２单片机与ＤＳｌ８８２０的温度监控系统。其以ＡＴ８９Ｓ５２单片机为控制内核，采用ＤＳｌ８８２０单线数字温度传感器采集现场温度，通过利用ＡＴ８９Ｓ５２单片机、单总线技术及对硬件电路的设计，测温控制系统直接将数字量输出到单片机，无须经过变换电路，同时通过ＲＳ－２３２串行口与上位Ｐｃ机连接，从而使系统具有远程温度控制能力和远程报警能力。这种方案可大大地提高工作效率和控制精度，有助于自动化水平的提高。
２系统硬件设计
基于ＡＴ８９Ｓ５２的温度监控系统硬件结构图如图１所示。
无人机测量本系统硬件主要包括单片机的最小系统、温度采集电路、键盘接Ｉ：１、显示电路、报警电路、驱动电路及串口通信等。本文用ＡＴ８９Ｓ５２作为核心处理器。ＡＴ８９Ｓ５２是Ａｔｍｅｌ公司生产的低功耗、高性能ＣＭＯＳ８位单片机，片内含有８Ｋ字节的ＥＰＲＯＭ和２５６字节的ＲＡＭ。具有ＩＳＰ（在系统编程）功能。它具有灵活
黄小波：实验师本科性高、使用方便、价格低廉等优点。因此，该芯片在嵌入式控制系统中得到了广泛应用。本系统采用Ｄａｌｌａｓ单线数字温度传感器ＤＳｌ８８２０现场采集温度数据，打破了传统的热电阻、热电偶再通过Ａ／Ｄ转换采集温度的思路，用Ａｔｍｅｌ公司的Ｆｌａｓｈ单片机ＡＴ８９Ｓ５２对数字进行处理和控制，通过ＲＳ一２３２串口传到ＰＣ机实现远程控制。利用ＡＴ８９Ｓ５２的ＩＳＰ（在系统编程）功能，不需要将ＣＰＵ从电路板上取下来，也不需要用专用的编程器，只需点击电脑鼠标就可以把编好的程序写到单片机中：很方便，并且调试、修改和升级很容易。本系统监控的温度范围为一５００Ｃ．＋９０℃，温度值显示的精度为０．０ｌ，不但可以利用十进制实时显示温度值，还可根据需要设置控制温度的上、下限，当温度超过设定值时，系统自动产生报警指示。以下是各部分的电路功能：
Ｄ温Ｓ度１８传Ｂ２感０器｝ＡＴ８９Ｓ５２＝刮ＬＥＤ显示电路温度传感器Ｉ’
键盘控制Ｐ蓖＝刮报警电路
片
上位Ｐｃ机ｂｊ机＝刮驱动电路
图１系统硬件结构图
（１）ＡＴ８９Ｓ５２单片机
ＡＴ８９Ｓ５２是整个系统的核心处理器，单片机首先把通过传感器测到的现场温度与预先设置的温度进行比较，如果大于或小于预先设置值，就输出信号去控制加热器的工作，从而实现温度控制。ＡＴ８９Ｓ５２还负责液晶显示、报警以及与上位机进行通信等工作。
＠鼬局邮局订峨８２躺３６（；元，年一１１９—
万方数据
单片机开发与应用中文核心期刊＜微计算机信息）（嵌入式与ＳＯＣ）２００８年第２４卷第１０＿２期（２）温度传感器通，则蜂鸣器报警。通过单片机来控制蜂鸣器产生报警声音。
温度传感器是该系统的关键器件，本文选用的是美国３温度监控的实现
Ｄａｌｌａｓ半导体公司生产的数字化温度传感器ＤＳｌ８８２０，它支持系统工作时先由使用者设定预期达到的两位温度值（该值单总线接口，其内部使用了在板（ＯＮ—ＢＯＡＲＤ）专利技术。全部为十进制，单位为摄氏度，范围Ｏ℃～５０ａＣ），温度值输入后，打开传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。其电源，单片机自动复位，进行初始化，这时ＬＥＤ显示器显示设定测量温度范围为一５５℃一＋１２５℃，在一１０℃一＋８５℃范围内，精度为±温度，以便操作
人员核对设定温度，然后温度检测电路将测点０．５℃。温度传感器ＤＳｌ８８２０采集到的现场温度直接以单总线的温度输入单片机，经软件滤波后作为实测温度，此后显示器的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境将一直显示实测温度。若实测温度高于设定温度时，则通过驱的现场温度测量。如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费动电路关上加热器并报警；若实测温度低于设定温度时，则通电子产品等。与前一代产品（世界上第一片支持单总线接Ｅｌ的过驱动电路打开加热器并报警；若在设定温度范围内，则加热ＤＳｌ８２０温度传感器）不同，它支持３．０Ｖ一５．５Ｖ的电压范围，使系器状态不变。
统设计更灵活、方便，而且ＤＳｌ８８２０价格更便宜，体积更小。ＤＳｌ８８２０的内部结构主要有４部分：６４位光刻ＲＯＭ、温度传感器、非挥发的温度报警触发器ＴＨ和，ＩＬ、配置寄存器。其温度检测电路图如图２所示。
图２温度检测电路图
ＧＮＤ
ＤＳｌ８８２０管脚ＧＮＤ为电源地，ＤＯ为数字信号输入／输出端，ＶＤＤ为外接供电电源接入端（用寄生电源方式时接地）。在本系统中用外接电源，ＤＱ接到ＡＴ８９８５２的Ｐ２．．０端，Ｒｌ为信号和５Ｖ电源之间的上拉电阻。在实际中，若需要多点检测时，可在单总线上挂多个ＤＳｌ８
８２０，但超过８个时要考虑驱动问题，软件设计也变得复杂多了，同时要考虑挂ＤＳｌ８８２０单总线的长度问题，一般不要超过５０ｍ。为实现更远程的控制，可以考虑把系统设计成无线系统，以突破ＤＳｌ８８２０单总线的长度的限制。
（３）键盘控制
键盘分为八个独立按键，一端与单片机的Ｐ２口及５０Ｋ上拉电阻相连，另一端接地，当任一按键按下时，Ｐ２口读取低电平有效。系统上电后，进人键盘扫描子程序，以查询的方式确定各按键，完成温度初值的设定，系统迸入主程序后按键功能无效。
（４）单片机与ＰＣ机的通信电路
ＡＴ８９Ｓ５２单片机本身提供了一组全双工串行传输Ｉ＝１，由ＴＸＤ引脚来传送串行数据，而由ＲＸＤ引脚来接收数据，可是其工作逻辑电平皆为１ＴＬ电平（ｏｖ，５ｖ）。所以，单片机与Ｐｃ机之间的数据通信必须经过ＲＳ一２３２信号（＋１２Ｖ，一１２Ｖ）电平的转换，本系统采用ＭＡＸ２３２电平转换芯片来实现Ｒｓ一２３２标准接口通信电路。
（５）驱动电路
驱动电路采用继电器驱动方式。通过控制继电器在控制周期内通断的时间，实现对加热器的开关控制。
由单片机Ｉ／Ｏ口输出的控制信号，经ＮＰＮ晶体管放大，驱动继电器工作。
（６）报警电路
本设计采用蜂鸣器报警电路，它由晶体管和蜂鸣器组成。由单片机Ｉ，０口输出信号控制晶体管的导通或截止，晶体管导
４系统软件设计
本系统采用ＡＴ８９Ｓ５２作为核心处理器件，把经过ＤＳｌ８８２０现场实时采集到的温度数据，存入ＡＴ８９Ｓ５２的内部数据存储器，送液晶显示，并与预先设定值进行比较，然后由单片机输出信号去控制加热器。进行温度控制程序的设计应考虑如下几个问题：（１）实时采集温度；（２）温度显示：采用３位ＬＥＤ显示当前温度；ｆ３）按键处理；（４）与上位ＰＣ机通信程序；（５）越限报警和处理：将采集到的温度值与预先设置值进行比较，若当前温度值越限，则产生报警信号。软件设计主要有：主程序、初值设定子程序、温度读取子程序、液晶显示子程序和输出控制子程序等。初值设定子程序完成对温度初值的设定及数据保存；温度读取子程序完成对温度传感器数据的读取，并通过液晶显示子程序显示温度值；输出控制子程序则根据温度的数值完成对输出口的控制。ＡＴ８９Ｓ５２的具体软件程序流程图如图３所示。
图３程序流程图，（１）温度显示
在设计的过程中，采用３位动态ＬＥＤ显示当前温度，由于ＡＴ８９Ｓ５２的Ｉ／Ｏ口有限，利用７４ＫＳｌ６４移位寄存器扩展Ｉ／ＯＩ＝１，将串行输入数据转换成并行输出。丌转第３１页）
一１２０—３６０元／年邮局：８２－９４６万方数据
腱的论文得到两院院士关注｛嵌入式系统应用
文章比较多，在本文中就不做过多的描述，主要的实现流程如博上，国防科技大学副教授。研究方向为模式识别与图像处理。图５所示。通过文献中的一些典型算法，我们验证了本文所设贺汉根（１９４３一），男，汉族，国防科技大学教授，博士生导师，主计的汽车主动安全系统是完全满足汽车驾驶这种应用条件下要从事移动机器人、虚拟现实与机器学习的研究。
的实时性要求的，而且该系统是具有较强的扩展性的。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＨＥＮＱｉｎｇ—ｙａｎＥ（１９８２一），ｍａｌｅ，Ｈａｎ，Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆ
图４系统详细数据流程
ＦＰＧＡＤＳＰ胖直：边阚卜＼ＨＯＵＧＨ变换、
童｝＇缘值∥车道线识别、
提分ＣＲＡＬ等决策
取割
计：
图５信号处理流程
４结论
本文详细介绍了一套基于ＤＳＰ计算和ＦＰＧＡ逻辑计算的车道偏离预警系统的实现方案，主要解决了大容量图像数据在系统中的高速传输和存储、处理等。在设计的过程中，本文充分运用了ＦＰＧＡ的逻辑资源对底层视觉算法的适应性及ＤＳＰ芯片的高速处理能力来满足高层的串行度高的视觉算法。通过一系列的实验，验证了该系统满足汽车安全这种应用背景下的高实时性要求。
本文创新点：（１）结合驾驶员、汽车与道路环境的关系，模拟人的驾驶行为来设计汽车主动安全系统，在系统设计的原理上更有现实意义；（２）针对计算机视觉系统设计中对多个层次算法的适应性，采用ＤＳＰ计算和ＦＰＧＡ逻辑计算相结合的方式，满足系统算法各个层次的要求；（３）对计算机视觉系统中数据传输、存储和处理的流程进行了详细的分析，采用优化的ＥＤＭＡ传输方式一ＰＤＴ来满足系统实时性的要求。
参考文献
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作者简介：陈清阳（１９８２一），男，汉族，国防科技大学在读硕士研究生。研究方向为模式识别与图像处理；李健（１９８１一），男，汉族，国防科技大学在读博士研究生，研究方向为模式识别、图像处理与机器学习等；安向京（１９７３一），男，汉族，国防科技大学工学ＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｅｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ。ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍａｓｔｅｒ，ｍａｊｏｒｉｎｇｉｎｉｍａｇｅ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｐａｔｔｅｒｎ—ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ
ca1703（４１００７３湖南湖南长沙国防科技大学三院六队）陈清阳
李健安向京贺汉根
通讯地址：（４１００７３湖南长沙国防科技大学三院六队）陈清阳
，（收稿日期：２００８．０８．２３）（修稿日期：２００８．１０．０５）
（上接第１２０页）
其部分汇编源程序如下：
ＤＳＯＵＴ：ＭＯＶＲＯ，＃８；传送一个字节８位
ＤＳＬＯＯＰ：ＲＬＣＡ；左移
ＭＯＶＤＡＴ，Ｃ；送数据到数据口
ＳＥＴＢＣＬＫ；送一时钟
层板托ＣＬＲＣＬＫ
ＤＪＮＺＲ０，ＤＳＬＯＯＰ
ＲＥＴ
；返回调用
５结束语
本系统经实验验证，在温度正常的范围内，完全符合系统设计的要求。在温度升高超过设定值时，系统读数显示正确并且蜂鸣器产生报警声音。由于该系统，硬件简单、成本低、集成度高、稳定性好、调试方便以及抗干扰能力强，并且能实现温度的远程自动控制，具有一定的实用价值。
本文作者创新点：本系统以ＡＴ８９Ｓ５２单片机作为内核，采用ＤＳｌ８８２０单线数字温度传感器采集温度，将采集到的温度直接以数字形式输出到单片机，无须经过变换电路，具有精度高、稳定性好和抗干扰性能强等特点；该系统利用串口通信，实现了远程的温度控制。
参考文献
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【２僳文学等．远程温度监控系统的设计．重庆文理学报（自然科学版１．２００６．
『３１Ｎ争兵．基于单片机与ＡＤ５９０的温度测量报警系统．理论与方法．２００８．
【４】ｊｆｌ５两娟、杨世忠．ＡＤＴ７５型数字温度传感器的原理和应用．２００６．作者简介：黄小波，男，１９６８一，实验师，本科．研究方向：计算机网络技术实验教学与研究．
Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＨＵＡＮＧＸｉａｏ－ｂｏ，ｍａｌｅ，ｂｏｒｎｉｎ１９６８，ｔｈｅＨａｎｎａｔｉｏｎａｌｉｔｙ，Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅｃｈｎｉｃｉａｎ，Ｕｎｄｅｒｇｒａｄｕａｔｅ．Ｔｈｅｓｅａｒｃｈｄｏｍａｉｎ：ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＴｅａｃｈｉｎｇｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈ．．
（５１００９０广东广州广东工业大学自动化学院）黄小波
（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１００９０，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
ＨＵＡＮＧＸｉａｏ－ｂｏ
通讯地址：ｆ５１００５７广东省广州市越秀中路１２５号大院广东省电影公司印刷厂）江倩瑶转黄小波
（收稿日期：２００８．０８．２３）（修稿日期：２００８．１０．０５）＠黜罔邮局订阅＂２－舛６３６０元，年一３１—
万方数据
基于AT89S52单片机与DS18820的温度监控系统
作者：黄小波， HUANG Xiao-bo
作者单位：广东工业大学自动化学院，广东广州,510090
刊名：
微计算机信息
英文刊名：MICROCOMPUTER INFORMATION
年，卷(期)：2008，24(29)
被引用次数：1次
参考文献(4条)
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本文链接：d./Periodical_wjsjxx200829047.aspx
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下载时间：2010年11月21日
