单片机及DSB温度传感器的数字温度计设计方案.pdf

1/35 基于 51单片机及 DS18B20温度传感器的数字温度计设计2/35 摘要本设计采用的主控芯片 是 ATMEL公司 的 AT89S52 单片机，数字 温度传感器是DALLAS 公司的 DS18B20。本设计用数字传感器DS18B20 测量温度，测量精度高，传感器体积小，使用方便。所以本次设计的数字温度计在工业、农业、日常生活中都有广泛的应用。单片机技术已经广泛应用社会生活的各个领域，已经成为一种非常实用的技术。51 单片机是最常用的一种单片机，而且在高校中都以51单片机教材为蓝本，这使得51 单片机成为初学单片机技术人员的首选。本次设计采用的AT89S52 是一种 flash 型单片机，可以直接在线编程，向单片机中写程序变得更加容易。本次设计的数字温度计采用的是DS18B20 数字温度传感器，DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本设计根据设计要求，首先设计了硬件电路，然后绘制软件流程图及编写程序。本设计属于一种多功能温度计，温度测量范围是-55到 125。温度值的分辨率可以被用户设定为 9-12 位，可以设置上下限报警温度，当温度不在设定的范围内时，就会启动报警程序报警。本设计的显示模块是用四位一体的数码管动态扫描显示实现的。在显示实时测量温度的模式下还可以通过查询按键查看设定的上下限报警温度。关键词：单片机、数字温度计、DS18B20、AT89S52 文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 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DS18B20 传感器操作流程-9-3.1.2 DS18B20 传感器的指令表-9-3.1.3 DS18B20 传感器的初始化时序-10-3.1.4 DS18B20 传感器的读写时序-10-3.1.5 DS18B20 获取温度程序流程图-11-3.2 显示程序设计-12-3.3 按键程序设计-13-4 实物制作及调试-14-5 电子综合设计体会-15-参考文献-15-附 1 源程序代码-17-附 2 系统原理图-32-文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 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所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用 DS18B20，显示采用 4 位 LED 数码管，报警采用蜂鸣器、LED 灯实现，键盘用来设定报警上下限温度。图 2-1 温度计电路总体设计框图2.1.2各模块简介1.控制模块AT89S52单片机是美国 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能CMOS 8 位单片机，片内含有 8kb 的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。在单芯片上，拥有灵巧的8 位 CPU 和在系统可编程的Flash，使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2.显示模块显示电路采用4 位共阴 LED 数码管，从 P0 口输出段码，P2 口的高四位为位选端。用动态扫描的方式进行显示，这样能有效节省I/O 口。文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 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位二进制数字表示；用户可定义报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度温度报警条件）的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；DS18B20 采用 3 脚 TO92 封装或 8 脚 SO 或 SOP 封装，其其封装形式如图2-2 所示。图 2-2 DS18B20 的封装形式DS18B20 的 64 位 ROM 的结构开始 8 位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有 48位，最后 8 位是前面 56位的 CRC 检验码，这也是多个DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH 和 TL，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM 和一个非易失性的可电擦除的 EEPRAM。高速暂存 RAM 的结构为 8字节的存储器，结构如图2-3所示。文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 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CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。当 DS18B20 接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16 位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2 字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625LSB 形式表示。文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 ZF9G2F3Q10I10文档编码:CU4L6Y5Y8I8 HQ8M10V7U2F10 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