基于AT89C2051單片機(jī)的大氣溫度采集和記錄系統(tǒng)
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DS2433是1-W ire存儲器， 容量為4k- B it ，可存儲256個溫度數(shù)據(jù)。其采用EEPROM 工藝， 即使掉電， 存儲的數(shù)據(jù)也不會丟失。DS2433帶有一個由工廠刻度的注冊碼， 其中包括: 48位唯一序列碼、8位CRC 校驗(yàn)碼和8位家族碼( 23h) ， 還帶有4096位用戶可編程EEPROM。讀寫DS2433所需的電源完全取自于1-W ire通訊線。存儲器分為16頁， 每頁256位。暫存器作為一個附加頁面， 在寫存儲器時可用作緩沖器使用。數(shù)據(jù)先被寫入一個暫存器中，在此對其進(jìn)行校驗(yàn)。隨后采用復(fù)制暫存器命令將數(shù)據(jù)傳送到存儲器中。這一過程可保證修改存儲器內(nèi)容時數(shù)據(jù)的完整性。PR- 35以及SO IC封裝提供了一種緊湊的結(jié)構(gòu)， 允許采用標(biāo)準(zhǔn)安裝設(shè)備在印刷電路板上安裝和連接器件。
由于1-W ire通訊的獨(dú)特特點(diǎn)， 即它們內(nèi)部都有一個64位注冊碼為每個器件提供了一個保證唯一的標(biāo)識， 確保每個器件的絕對可追溯性， 當(dāng)有多個1-W ire器件同時掛接在總線上并聯(lián)形成本地網(wǎng)絡(luò)時， 注冊碼可作為器件的節(jié)點(diǎn)地址使用。數(shù)據(jù)按照1-W ire協(xié)議串行傳送， 僅需一條數(shù)據(jù)線和一條地線。因此DS2433可與DS18B20掛接在同一條數(shù)據(jù)線上， 通過它們內(nèi)部的識別碼進(jìn)行區(qū)分， 這樣大大節(jié)省了數(shù)據(jù)連接線。
整套系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是所使用的器件非常小巧， 這樣有兩點(diǎn)好處:
( 1)系統(tǒng)體積小， 可放置于狹小空間中并對該空間溫度進(jìn)行測量。
( 2)系統(tǒng)功耗低， 可采用電池供電， 因此可放置于野外環(huán)境進(jìn)行溫度測量。測量結(jié)束后， 只需將存貯器取回并通過計(jì)算機(jī)接口讀取記錄即可。
3 器件選擇
3. 1 小型化
同AT89C52單片機(jī)相比， AT89C2051因?yàn)槿サ袅薖0和P2口， 體積大大縮小。DS1306為串行工作方式的時鐘芯片， 較并行方式節(jié)省了大量I/O接口。
溫度傳感器DS18B20輸出為數(shù)字量， 無需進(jìn)行A /D轉(zhuǎn)換， 就可由單片機(jī)處理。
3. 2 可擴(kuò)展性
1-W ire單總線是Max im 全資子公司Dallas的一項(xiàng)專有技術(shù)， 與目前多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)通訊方式，如SPI/ I2C /M ICROW IRE 不同， 它采用單根信號線，既傳輸時鐘， 又傳輸數(shù)據(jù)， 而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，它具有節(jié)省I/O口線資源、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等特點(diǎn)。
因此， 根據(jù)實(shí)際需要， 1- W ire總線上可掛接多個溫度傳感器和存儲器， 能對多個目標(biāo)進(jìn)行測量并記錄更多數(shù)據(jù)。
4 通訊功能
MAX232是由德州儀器公司( TI)推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口RS232 電平是- 10V ~ 10V， 而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是TTL電平0V ~ 5V， MAX232 就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的， 該器件包含2個驅(qū)動器、2個接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA /E IA - 232- F 電平。
該器件符合T IA /E IA - 232- F標(biāo)準(zhǔn)， 每一個接收器將T IA /E IA - 232- F電平轉(zhuǎn)換成5- V TTL /CMOS電平。每一個發(fā)送器將TTL /CMOS 電平轉(zhuǎn)換成T IA /E IA - 232- F電平。
MAX232提供了單片機(jī)與PC 機(jī)的RS232通訊接口。上位機(jī)軟件可用V isua l B asic 6. 0 高級語言編寫。VB6. 0提供了串口通訊控件， 應(yīng)用這個控件，PC 機(jī)可以很方便地與單片機(jī)通過串口進(jìn)行通訊。
5 應(yīng)用實(shí)例
圖2給出了軟件操作界面和數(shù)據(jù)處理情況。某天的溫度變化情況通過列表和曲線圖兩種方法給出。由此可以掌握這一天的溫度變化規(guī)律。
溫度數(shù)據(jù)處理界面圖
圖2 溫度數(shù)據(jù)處理界面圖。
6 結(jié)束語
從測量范圍、精度和測量實(shí)例上看， 該系統(tǒng)可以用于對包括大氣溫度在內(nèi)的多種環(huán)境溫度進(jìn)行測量和記錄。
未來的工作設(shè)想:
( 1)數(shù)據(jù)存儲方面: 單個DS2433只能存儲256個溫度數(shù)據(jù)， 可以換為存儲容量更大的存儲器或并行掛接多個DS2433， 以一次性記錄更多的數(shù)據(jù)， 延長測量周期;( 2)數(shù)據(jù)讀取方面: 目前采用的將存儲器取下讀取的方式還是顯得有些繁瑣， 可以設(shè)計(jì)手持式無線(如RF、紅外、藍(lán)牙等)接收裝置來獲取存儲器的數(shù)據(jù)。如果是對野外環(huán)境進(jìn)行測量， 可以利用移動通訊網(wǎng)絡(luò)(如目前新興的3G 技術(shù)) 進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸， 這樣就省去了科研人員的勞頓之苦。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/173015.htm
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