基于AT89C2051單片機的大氣溫度采集和記錄系統

1 引 言

大氣溫度的測量具有重要意義， 一般是采用各種溫度計進行人工測量， 并定時記錄測量結果， 這種方法費時費工， 十分不便。本文提出了一種非常小巧的大氣溫度測量和記錄裝置， 能對范圍為- 55 ℃ ~ + 125 ℃ 的溫度進行定時自動測量， 同時記錄測量結果， 精度最高可達0. 0625℃ 。

2 系統原理

系統結構如圖1所示。系統主要由AT89C2051單片機和外圍電路構成。其基本思想是由串行時鐘芯片DS1306 提供時間基準， 由溫度傳感器DS18B20進行溫度測量， 溫度數據存儲在DS2433中。AT89C2051單片機負責整個系統的協調控制。

AT89C2051是一款低電壓， 高性能的CMOS 8位單片機， 片內含2k bytes的可反復擦寫的只讀F lash程序存儲器和128 bytes的隨機存取數據存儲器( RAM) ， 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產， 兼容標準MCS- 51指令系統， 內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元， 功能強大的AT89C2051單片機可提供高性價比的應用。

AT89C2051是一個功能強大的單片機， 但它只有20個引腳， 15個雙向輸入/輸出( I /O )端口， 其中P1是一個完整的8位雙向I/O 口， 兩個外中斷口， 兩個16位可編程定時計數器， 兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。同時AT89C2051 的時鐘頻率可以為零， 即具備可用軟件設置的睡眠省電功能，系統的喚醒方式有RAM、定時/計數器、串行口和外中斷口， 系統喚醒后即進入繼續工作狀態。省電模式中， 片內RAM 將被凍結， 時鐘停止振蕩， 所有功能停止工作， 直至系統被硬件復位方可繼續運行。


系統結構圖

圖1 系統結構圖。

DS18B20是集成數字溫度計 ， 溫度測量范圍- 55℃ ~ + 125℃ ， 通過編程可實現0. 5℃ 、0. 25 ℃ 、0. 125 ℃ 、0. 0625℃ 四種不同的分辨率。其最大特點是通過一條數據線就可實現與單片機的數字通訊。

測量得到的溫度數據長度為2個字節。DS18B20數字溫度計是DALLAS公司生產的1 -W ire， 即單總線器件， 具有線路簡單， 體積小的特點。因此用它來組成一個測溫系統， 具有線路簡單， 在一根通信線上可以掛很多這樣的數字溫度計， 十分方便。

DS18B20的特點:

( 1)只要求一個端口即可實現通信。

( 2)在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號。

( 3)實際應用中不需要外部任何元器件即可實現測溫。

( 4)測量溫度范圍在- 55 ℃ 到+ 125 ℃ 之間。

( 5)數字溫度計的分辨率可以從9 位到12位選擇。

( 6)內部有溫度上、下限告警設置。