基于AT89S52單片機的以太網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

2 系統(tǒng)組成及原理
基于AT89S52單片機的以太網(wǎng)遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的硬件電路如圖l所示。

系統(tǒng)工作原理：先由DSl8820單線數(shù)字溫度傳感器負責(zé)實時采集現(xiàn)場溫度信號，并把溫度信號直接以數(shù)字形式傳送給AT89S52單片機。AT89S52單片機取得相應(yīng)的數(shù)值后經(jīng)主程序分析與設(shè)定值比較，根據(jù)實際情況輸出信號控制輸出電路各端口的電平，以驅(qū)動外圍的控制電路工作，實現(xiàn)對被控制對象的控制。同時單片機通過UART0串口連接到ZNE-100T，通過以太網(wǎng)與上位機連接，實現(xiàn)基于以太網(wǎng)的遠程通信。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計
本系統(tǒng)硬件主要包括單片機的最小系統(tǒng)、溫度采集電路、顯示電路、告警電路、外圍控制電路和以太網(wǎng)接口模塊等。本系統(tǒng)AT89S52作為核心處理器。AT89S52是Atmel公司生產(chǎn)的低功耗、高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含有8k字節(jié)的EPROM和256字節(jié)的RAM。具有ISP(在系統(tǒng)編程)功能。它具有靈活性高、使用方便、價格低廉等優(yōu)點。因此，該芯片在嵌入式控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)采用Dallas單線數(shù)字溫度傳感器DSl8820現(xiàn)場采集溫度數(shù)據(jù)，打破了傳統(tǒng)的熱電阻、熱電偶再通過A／D轉(zhuǎn)換采集溫度的思路，用Atmel公司的Flash單片機AT89S52對數(shù)字進行處理和控制，通過RS-232串口，經(jīng)過以太網(wǎng)傳到PC機實現(xiàn)遠程控制。利用AT89S52的ISP(在系統(tǒng)編程)功能，很方便地把編好的程序?qū)懙絾纹瑱C中，并且調(diào)試、修改和升級很容易。本系統(tǒng)監(jiān)控的溫度范圍為0℃～+90℃，溫度值顯示的精度為0．0l，不但可以利用十進制實時顯示溫度值，還可根據(jù)需要設(shè)置控制溫度的上、下限，當溫度超過設(shè)定值時，系統(tǒng)自動產(chǎn)生告警指示。以下是各部分的電路功能：
(1)AT89S52單片機
AT89S52是整個系統(tǒng)的核心處理器，單片機首先把通過傳感器測到的現(xiàn)場溫度與預(yù)先設(shè)置的溫度進行比較，如果大于或小于預(yù)先設(shè)置值，就輸出信號去控制加熱器的工作，從而實現(xiàn)溫度控制。AT89S52還負責(zé)液晶顯示、告警，同時通過以太網(wǎng)與上位機進行通信等工作。
(2)溫度傳感器
溫度傳感器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，本文選用的是美國Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的數(shù)字化溫度傳感器DSl8820，它支持單總線接口，其內(nèi)部使用了在板(ON-BOARD)專利技術(shù)。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。其測量溫度范圍為-55℃～+125℃，在一10℃～+85℃范圍內(nèi)，精度為±0．5C。溫度傳感器DSl8820采集到的現(xiàn)場溫度直接以單總線的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品(世界上第一片支持單總線接口的DSl820溫度傳感器)不同，它支持3．0V～5．5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便，而且DSl8820價格更便宜，體積更小。DSl8820的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有4部分：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。其溫度檢測電路圖如圖2所示。DSl8820管腳GND為電源地，DQ為數(shù)字信號輸入／輸出端，VDO為外接供電電源接入端(用寄生電源方式時接地)。在本系統(tǒng)中用外接電源，DQ接到AT89852的P2．0端，Rl為信號和5V電源之間的上拉電阻。在實際中，若需要多點檢測時，可在單總線上掛多個DSl8820。