温度检测系统精.ppt

温度检测系统第1页，本讲稿共20页本学习课程根据电子技术应用产品工作过程设计内容：主要本学习课程根据电子技术应用产品工作过程设计内容：主要包括包括5 5个典型学习情境项目：个典型学习情境项目：1 1、光强检测系统、光强检测系统并行接口芯片并行接口芯片AD0804AD0804与串行接口芯片与串行接口芯片TLC1543TLC1543的使用的使用2 2、温度检测系统、温度检测系统DS18B20 DS18B20 3 3、串行数据传输接口、串行数据传输接口RS-232RS-232的应用的应用4 4、万年历制作、万年历制作时钟日历芯片时钟日历芯片DS1302 DS1302 5 5、基于、基于I2CI2C总线的总线的ICIC卡读卡器模块卡读卡器模块第2页，本讲稿共20页项目 二 温度检测系统第3页，本讲稿共20页项目概述：项目概述：人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产和日常生活中，对环人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产和日常生活中，对环境温度的检测十分重要，比如：冷库温度检测、环境温度检测、农业温境温度的检测十分重要，比如：冷库温度检测、环境温度检测、农业温室监控、粮库温度监控，都需要显示当前温度、并能够对温度进行存储室监控、粮库温度监控，都需要显示当前温度、并能够对温度进行存储和报警。和报警。第4页，本讲稿共20页项目效果演示手动调节温度，温度的改变在数码管显示手动调节温度，温度的改变在数码管显示 第5页，本讲稿共20页 设计智能电子产品设计中设计方案一般归结为以下几个模块：主设计智能电子产品设计中设计方案一般归结为以下几个模块：主控模块、待测模块、显示模块、键盘输入模块、控制模块控模块、待测模块、显示模块、键盘输入模块、控制模块 第6页，本讲稿共20页本项目中涉及到四个模块本项目中涉及到四个模块1 1、待测模块：温度传感器、待测模块：温度传感器DS18B20 DS18B20 单总线协议单总线协议 补码补码2 2、主控模块：、主控模块：5151单片机单片机3 3、显示模块：数码管和液晶屏、显示模块：数码管和液晶屏4 4、输入模块：用于调节温度的上下限值、输入模块：用于调节温度的上下限值 5 5、控制模块：控制光电报警、控制模块：控制光电报警新新知知识识旧旧知知识识拓拓展展功功能能第7页，本讲稿共20页知识点：知识点：1.1.温度传感器温度传感器DS18B20 DS18B20 2.2.单总线协议单总线协议3.3.补码补码 第8页，本讲稿共20页 温度传感器温度传感器：温度传感器有模拟温度传感器和数字式温度传感器温度传感器有模拟温度传感器和数字式温度传感器区别：区别：1 1、模拟式温度传感器输出的是模拟信号，必须加上、模拟式温度传感器输出的是模拟信号，必须加上ADAD模块模块进行模数转换才能送单片机进行数据处理。进行模数转换才能送单片机进行数据处理。2 2、数字温度传感器输出的是数字信号，可以直接接单片机，单片、数字温度传感器输出的是数字信号，可以直接接单片机，单片机对输入的数据进行处理控制。机对输入的数据进行处理控制。常见的温度传感器有：常见的温度传感器有：模拟温度传感器模拟温度传感器LM35 LM35 需要外加放大电路和需要外加放大电路和A/DA/D转换模块后接单转换模块后接单片机进行处理片机进行处理数字式温度传感器数字式温度传感器 DS18B20 DS18B20 可以直接和单片机连接进行数据处可以直接和单片机连接进行数据处理理第9页，本讲稿共20页DS18B20DS18B20：美国美国DALLASDALLAS公司生产的公司生产的DS18B20DS18B20数字式温度传感器改变了传统温度数字式温度传感器改变了传统温度测试方法，直接将温度物理量变换为数字信号并以单总线方式传送到计算机测试方法，直接将温度物理量变换为数字信号并以单总线方式传送到计算机进行数据处理。进行数据处理。1 1）DS18B20DS18B20的引脚的引脚DS18B20DS18B20的外形见图的外形见图7-37-3所示，所示，其中图其中图a a采用采用TO-9TO-9封装形式，封装形式，外表看起来像三极管。图外表看起来像三极管。图b b采用采用8 8脚脚SOILSOIL封装形式，只用封装形式，只用3 3、4 4和和5 5脚，其余为空脚或不需要连接引脚。脚，其余为空脚或不需要连接引脚。第10页，本讲稿共20页 DS18B20DS18B20存储器分配如表存储器分配如表 7-1 7-1 所示。所示。前两个字节为测得的温度数值；字节前两个字节为测得的温度数值；字节2 2和字节和字节3 3为用户设定温度报警的值；字节为用户设定温度报警的值；字节 4 4 是配置寄存器，用于确定是配置寄存器，用于确定9 912 12 位输出分辨率。第位输出分辨率。第 5 5、6 6、7 7 字节是预留寄存字节是预留寄存器，用于内部使用，不能被改写；字节器，用于内部使用，不能被改写；字节 8 8 是冗余检验字节，对前面是冗余检验字节，对前面8 8 个字节的个字节的 CRCCRC码校验，可用来保证通信正确。码校验，可用来保证通信正确。第11页，本讲稿共20页当当DS18B20DS18B20接收到温度转换命令后，开始转换。转换接收到温度转换命令后，开始转换。转换后的温度就以带符号补码形式扩展后的温度就以带符号补码形式扩展1616位的二进制存储在存位的二进制存储在存储器中。单片机可通过单总线读出数据，读取时低字节在前，储器中。单片机可通过单总线读出数据，读取时低字节在前，高字节在后。高字节在后。位序 D7D6 D5D4D3D2D1D0高8位 SSSSS654低8位3210-1-2-3-4数据存取数据处理程序：数据存取数据处理程序：a=ReadOneChar();/读取温度值低位b=ReadOneChar();/读取温度值高位temp1=b4;temp2=a&0 x0f;第12页，本讲稿共20页DS18B20 DS18B20 的的通通信信协协议议定定义义了了初初始始化化时时序序、写写时时序序和和读读时时序序。初初始化时序如下图所示始化时序如下图所示 初始化时序是由主机发出一个复位脉冲和一个或多个从器件发出的应答脉冲组成。初始化驱动程序：初始化驱动程序：void Init_DS18B20(void)unsigned char x=0;DQ=1;/DQ复位复位 delay_18B20(8);/稍做延时稍做延时 DQ=0;/单片机将单片机将DQ拉低拉低 delay_18B20(80);/精确延时大于精确延时大于480us DQ=1;/拉高总线拉高总线 delay_18B20(14);x=DQ;/稍做延时后稍做延时后 如果如果x=0则初始化成功则初始化成功 x=1则初始化失败则初始化失败 delay_18B20(20);第13页，本讲稿共20页写时序如下图所示：写时序如下图所示：字节写驱动程序：字节写驱动程序：/*ds18b20写一个字节*/void WriteOneChar(uchar dat)unsigned char i=0;for(i=8;i0;i-)DQ=0;DQ=dat&0 x01;delay_18B20(5);DQ=1;dat=1;第14页，本讲稿共20页读时序如下图所示：读时序如下图所示：读字节驱动程序：读字节驱动程序：/*ds18b20读一个字节*/unsigned char ReadOneChar(void)uchar i=0;uchar dat=0;for(i=8;i0;i-)DQ=0;/给脉冲信号 dat=1;DQ=1;/给脉冲信号 if(DQ)dat|=0 x80;delay_18B20(4);return(dat);第15页，本讲稿共20页DS18B20DS18B20单总线协议：单总线协议：主机控制主机控制 DS18B20 DS18B20 完成读取一次温度数据的过程按照通信协议分为完成读取一次温度数据的过程按照通信协议分为1.1.初始化初始化 DS18B20DS18B20（发复位脉冲）（发复位脉冲）2.2.传送传送ROM ROM 命令命令3.3.传送传送RAMRAM操作命令和处理数据操作命令和处理数据ROM ROM 操作命令见书操作命令见书173173页页 RAM RAM 操作命令操作命令 见书见书173173页页 接一个接一个DS18B20 DS18B20 温度转换命令：温度转换命令：44H44H用命令用命令 CCH CCH 读暂存器命令：读暂存器命令：BEHBEH启动温度转换驱动：启动温度转换驱动：Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC);/跳过读序跳过读序号列号的操作号列号的操作 WriteOneChar(0 x44);/启动温启动温度转换度转换delay_18B20(100);读取转换的温度值驱动：读取转换的温度值驱动：Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC);/跳过读序号列号的操作跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0 xBE);/读取温度寄存器等（共可读读取温度寄存器等（共可读9个寄个寄存器）前两个就是温度存器）前两个就是温度delay_18B20(100);a=ReadOneChar();/读取温度值低位读取温度值低位b=ReadOneChar();/读取温度值高位读取温度值高位第16页，本讲稿共20页项目要求：项目要求：电路主要包括单片机、温度传感器电路主要包括单片机、温度传感器DS18B20DS18B20和数码管。和数码管。DS18B20DS18B20采采用外部电源供电方式进行供电，单片机通过用外部电源供电方式进行供电，单片机通过 P3.5 P3.5引脚与引脚与 DS18B20 DS18B20 的的 DQ DQ 相连，作为单总线数据线，相连，作为单总线数据线，R13 R13 为单总线为单总线 DQ DQ 的上拉电阻，阻值为的上拉电阻，阻值为 4.7k4.7k。用温度传感器。用温度传感器DS18B20DS18B20设计室温测量系统，通过三位数码管显设计室温测量系统，通过三位数码管显示，测量范围示，测量范围99.90.01C99.90.01C。第17页，本讲稿共20页知识拓展知识拓展：对上面的程序修改显示下面功能：对上面的程序修改显示下面功能：1 1、改用液晶屏显示、改用液晶屏显示2 2、能显示负温度值、能显示负温度值3 3、设定温度的上限，到上限后报警。、设定温度的上限，到上限后报警。第18页，本讲稿共20页思考思考 补码是怎么存放在存储器中的。补码是怎么存放在存储器中的。第19页，本讲稿共20页知识回顾：本项目完成时间为本项目完成时间为1212个课时个课时新知识点：新知识点：在本项目中学习到下面新的知识在本项目中学习到下面新的知识1.1.DS18B20DS18B20传感器的使用传感器的使用2.2.单总线协议单总线协议3.3.补码补码 旧知识点：旧知识点：本项目中涉及到以前的知识点如下本项目中涉及到以前的知识点如下1.1.51 51单片机的数码管显示单片机的数码管显示2.2.51 51单片机的液晶屏显示单片机的液晶屏显示学生可以通过本项目学习新的知识，并能回顾复习旧的知识。学生可以通过本项目学习新的知识，并能回顾复习旧的知识。项目设计分三阶段：仿真调试、焊接实物进行调试、拓展部分。项目设计分三阶段：仿真调试、焊接实物进行调试、拓展部分。第20页，本讲稿共20页