单片机温度记录系统
在实际应用中，往往需要对较远处的温度信号进行监视。为此，设计了一种用单片机与数字温度传感器集成的方案，它可以以更低的成本和更高的精确度实现温度检测。
l 系统综述
系统硬件设计以atmel公司的at89s52单片机为核心，主要由电源电路、复位电路、晶振电路、串口通讯电路、温度传感器电路、12864液晶显示电路、i2c存储器电路以及按键输入电路构成。温度采集电路采用单总线数字温度传感器实现温度采集，可设计为一路或多路；温度存储电路采用i2c接口e2prpom存储芯片，以实现数据记录；液晶显示电路采用图形点阵液晶显示器，以实现温度的即时显示。同时配以键盘输入电路，可以接收用户指令输入，随时改变工作模式，或查询任意时间的温度数据。
2 硬件系统设计
硬件电路设计总体结构图如图1所示。由+5 v电源电路、手动复位电路、晶振电路(11．059 2 mhz)构成单片机最小系统，完成单片机的基本运行需求。串口电路用于通信，实现与主机的交互。温度采集电路、1602液晶显示电路、i2c存储器电路为该设计的三个核心模块，实现主要设计功能，同时实现按键输入电路。
2．1 温度采集电路设计
该设计采用dallas公司生产的3引脚t0-t2小体积封装温度传感器dsl8820。dsl820是美国dallas半导体公司推出的第一片支持“单总线”接口的温度传感器。它具有微型化、低功耗、高性能，抗干扰能力强，易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号，供微机处理。
温度测量范围为-55～+125 ℃，可编程为9～12位a／d转换精度，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。测温分辨率可达o．062 5 ℃，其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，易于系统集成。多个dsl8820可以并联到三根或两根线上，cpu只需一根端口线就能与诸多dsl8820通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使dsl8820非常适用于远距离多点温度检测系统。温度传感器电路图如图2所示。
2．2 i2c存储器扩展电路设计
i2c总线(inter integrated circuitbus)包括一条数据线(sda)和一条时钟线(scl)，是单片机系统常用的总线结构。这种总线结构尽可能地节省了单片机i／o资源，为多路温度采集保留了最大的扩展空间。
该设计中采用的存储器at24c16是atmel公司生产的i2c接口e2prom芯片。at24c16中带有片内寻址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的操作，且所有字节都以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8 b的数据。i2c存储器电路图3所示。
2．3 液晶显示电路设计
液晶显示电路采用1602带字库液晶实现。这一液晶模块，接口功能明确，操作简单，简化了电路设计，自带字库极大地方便了显示操作的实现。
3 系统功能实现
系统软件设计主要有两项任务，是用于不间断记录温度数据；二是用于接收用户输入，响应用户指令。
温度记录程序中每隔固定时间间隔采集温度数据，将温度数据与当前时间一并记录。若不扩展实时时钟芯片，可用软件方式，依据时间间隔计算转换得到当前时间，避免使用时钟芯片增加系统成本。对于用户按键输入，以外部中断方式予以响应。
4 结语
该设计可以实现温度数据的采集与长时间数据记录，既可以单独采样其中任意一路，也可以实现多路同时采样，同时可以与主机交互。该系统的整个运行过程在同一地点进行集中监控，方便又节省人力，实现了温度的采集、显示、存储于一体的集成记录功能。设计使用的外围元件较少。具有设计简单，扩展灵活，功能较全面等特点。
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2 硬件系统设计
硬件电路设计总体结构图如图1所示。由+5 v电源电路、手动复位电路、晶振电路(11．059 2 mhz)构成单片机最小系统，完成单片机的基本运行需求。串口电路用于通信，实现与主机的交互。温度采集电路、1602液晶显示电路、i2c存储器电路为该设计的三个核心模块，实现主要设计功能，同时实现按键输入电路。
2．1 温度采集电路设计
该设计采用dallas公司生产的3引脚t0-t2小体积封装温度传感器dsl8820。dsl820是美国dallas半导体公司推出的第一片支持“单总线”接口的温度传感器。它具有微型化、低功耗、高性能，抗干扰能力强，易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号，供微机处理。
温度测量范围为-55～+125 ℃，可编程为9～12位a／d转换精度，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。测温分辨率可达o．062 5 ℃，其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，易于系统集成。多个dsl8820可以并联到三根或两根线上，cpu只需一根端口线就能与诸多dsl8820通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使dsl8820非常适用于远距离多点温度检测系统。温度传感器电路图如图2所示。
2．2 i2c存储器扩展电路设计
i2c总线(inter integrated circuitbus)包括一条数据线(sda)和一条时钟线(scl)，是单片机系统常用的总线结构。这种总线结构尽可能地节省了单片机i／o资源，为多路温度采集保留了最大的扩展空间。
该设计中采用的存储器at24c16是atmel公司生产的i2c接口e2prom芯片。at24c16中带有片内寻址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的操作，且所有字节都以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8 b的数据。i2c存储器电路图3所示。
2．3 液晶显示电路设计
液晶显示电路采用1602带字库液晶实现。这一液晶模块，接口功能明确，操作简单，简化了电路设计，自带字库极大地方便了显示操作的实现。
3 系统功能实现
系统软件设计主要有两项任务，是用于不间断记录温度数据；二是用于接收用户输入，响应用户指令。
温度记录程序中每隔固定时间间隔采集温度数据，将温度数据与当前时间一并记录。若不扩展实时时钟芯片，可用软件方式，依据时间间隔计算转换得到当前时间，避免使用时钟芯片增加系统成本。对于用户按键输入，以外部中断方式予以响应。
4 结语
该设计可以实现温度数据的采集与长时间数据记录，既可以单独采样其中任意一路，也可以实现多路同时采样，同时可以与主机交互。该系统的整个运行过程在同一地点进行集中监控，方便又节省人力，实现了温度的采集、显示、存储于一体的集成记录功能。设计使用的外围元件较少。具有设计简单，扩展灵活，功能较全面等特点。
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