基于AT89S52单片机DS18D20温度湿度传感器的设计毕业论文

图3.6 配置寄存器

DS18B20测量温度范围为-55℃~125℃，其分辨率可由程序设定为9~12位。可设定的报警温度。DDS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM用于总线时识别各个器件；温度传感器可完成对温度的测量并将值以16位符号扩张的二进制补码形式存于寄存器中，设置成12位时，以0.0625℃/LSB形式表达如：读出的16位二进制数为0000 0000 0000 1001也就是换算为10进制为9其此时温度为9*0.0625=0.5625℃；温度报警触发器TH和TL；暂存存储器如图3.6所示：包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内不计算。第九个字节是冗余检验字节。每一次对DS18B20读写前都要进行复位，然后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。对DS18B20的操作每给它发一个0或1都是由一根总线上的相应电平持续的时间决定的。

4．6湿度传感器XR61TDR

土壤容积含水量 单位：%（m3/m3） 量程：0-100%（m3/m3）

精度：0-50%（m3/m3）±2%（m3/m3）

测量区域：90%的影响在围绕中央探针的直径3cm.长为5.8cm的圆柱体内 精度漂移量：2‰/年

稳定时间：通电后约一秒进入稳定状态 工作电压：输入为4-6.5V DC 工作电流28-30ma 典型值28mA 输出信号：输出为0-2.5V DC 工作温度：-30-﹢70℃

5方案论证与硬件设计

5．1温度电路的设计

5．1．1 温度采样部分的方案论证

方案1：采用热敏电阻，可满足35℃--95℃的测量范围，但热敏电阻精度、重复性和可靠性都比较差，对于检测精度小于1℃的温度信号是不适用的。 方案2：采用温度传感器DS18B20。：DS18B20具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。其测量范围在-50℃-- +125℃，满刻度范围误差为±0.3℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±0.01℃，其各方面特性都满足此系统的设计要求。此外DS18B20自带ad转换，省去了很多硬件设计麻烦。

经上述比较，方案2明显优于方案1，故选用方案2。

5．1．2 温度电路

使用温度传感器DS18B20

图4.1 温度电路

5．1．3 A/D转换电路

如图4.1所示，从ADC0809的通道中输入由AD590经过10KΩ之后采样到的电压值，并通过对地址输入线A，B和C的设置（由单片机P2.0～P2.2），选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。进行A/D转换时，采用查询EOC的标志信号来检测A/D转换是否完毕，若完毕则把数据通过P0端口读入，经过数据处理之后在数码管上显示。

5．2水泵控制电路

定时系统和继电器控制电路。如下图4.2所示P3.1为水泵的控制端口，当需要灌溉的时候P3.1为高电平，反之，P3.1为低电平。继电器控制电路如下图4.2所示：

图4.2 继电器控制电路

单片机时微电，要控制电路要加放大电路，现使用9015三级管放大。使用1N4001稳压二级管，发光二极管亮代表继电器打开。

5．3单片机控制部分

5．3．1单片机控制部分的方案论证

方案1：采用8031芯片，其内部没有程序存储器，需要进行外部扩展，这给电路增加了复杂度。

方案2：采用2051芯片，其内部有2KB单元的程序存储器，不需外部扩展程序存储器。但由于系统用到较多的I/O口，因此此芯片资源不够用。

方案3：采用AT89C51单片机，其内部有4KB单元的程序存储器，不需外部扩展程序存储器，而且它的I/O口也足够本次设计的要求。与CMOS电平和TTL电平均兼容。减少了很多电路设计麻烦。

比较这3种方案，综合考虑单片机的各部分资源，因此此次设计选用方案3。 5．3．2单片机控制电路

单片机控制部分主要包括单片机电路、晶振电路以及复位电路三部分构成。设计电路图如图4.3所示：

图4.3 单片机控制电路

此部分是电路的核心部分，系统的控制采用了单片机AT89C52。单片机AT89C52内部有4KB单元的程序存储器及256字节的数据存储器。因此系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。