基于DS18B20温度传感器的数字温度计课程设计.doc

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1、基于DS18B20温度传感器的数字温度计课程设计 摘要本文设计了一种基于AT89C51 单片机与DS18B20 的温度测量装置。通过AT89C51 单片机驱动数字温度传感器DS18B20，进行温度数据采集、读取、处理，并通过数码管显示出来。该系统还可扩展成为多点温度采集系统。关键词：温度、控制、监测。方案论证： 1、温度传感器： 方案一：采用热敏电阻可满足方案要求，但热敏电阻精度低，重复性和可靠性差，对于精度要求较高的温度不适用，而且采用热敏电阻要求复杂的电路和算法，增加了设计复杂度。 方案二：采用专用的集成温度传感器（如AD590、LM35/LM45）和数字化温度传感器（DS18B20、DS

2、1620）测温，数字化温度传感器具有接口简单、直接数字量输出、精确度高等优点。DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器，它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，一线总线独特而且经济的的特点，使用户可轻松的组件传感网络，它的温度测量范围为-55+125，在-10+85范围内，精度为+0.5。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的温度测量，如：环境控制、设备活过程控制、温度类消费电子产品等DS18B20支持35.5V的电压范围，是系统设计更灵活，更方便，更便宜，体积更小，DS18B20可疑程序设定912位的分辨率，精度为+0.

3、5，分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2RPOM中，掉电后依然保存。因此本方案选用DS18B20作为温度测量传感器。2、单片机系统，电源模块。显示模块 由于本课程设计是基于已有的AT89C51单片机，该单片机需要仿真实现软硬件的调试，所以电源采用电脑供电，显示模块采用单片机上的共阴数码管。3、确定方案： 为了其智能性和通用性，本方案采用已有的AT89c51单片机作为控制器，单总线温度传感器DS18B20进行温度采集，由于AT89C51需用电脑进行软硬件的调试，因此电源模块采用单片机电源供电，显示模块采用单片机上的共阴数码管。一、 电路与程序设计：1、 总体设计： 本方案设计的系统有按键控制

4、模块、单片机系统、温度传感器模块。数码管显示模块。存储模块、报警系统模块、串口通信模块和电源模块组成，总体构架如图： 程 序 控 制温度传感器模块按键模块存储模块单片机系统数码管显示系统电 源 模 块报警模块2、 温度采集电路的设计：设计原理：DS18B20的核心功能是它的直接读数字的温度传感器。温度传感器的精度为用户可编程的9，10，11或12位，分别以0.5，0.25，0.125和0.0625增量递增。在上电状态下默认的精度为12位。DS18B20启动后保持低功耗等待状态；当需要执行温度测量和AD转换时，总线控制器必须发出44h命令。在那之后，产生的温度数据以两个字节的形式被存储到高速暂存

5、器的温度寄存器中，DS18B20继续保持等待状态。当DS18B20由外部电源供电时，总线控制器在温度转换指令之后发起“读时序”（见单总线系统节），DS18B20正在温度转换中返回0,转换结束返回1。如果DS18B20由寄生电源电，除非在进入温度转换时总线被一个强上拉拉高，否则将不会由返回值。电路如上图所示。 3、 报警电路的设计：设计原理：DS18B20完成一次温度转换后，就拿温度值与和存储在TH和TL中一个字节的用户自定义的报警预置值进行比较。标志位（S）指出温度值的正负：正数S=0,负数S=1。TH和TL寄存器是非易失性的，所以它们在掉电时仍然保存数据。TH 和TL 寄存器格式当TH和TL

6、为8位寄存器时，4位温度寄存器中的11个位用来和TH、TL进行比较。如果测得的温度高于TH 或低于TL，报警条件成立，DS18B20 内部就会置位一个报警标识。每进行一次测温就对这个标识进行一次更新；因此，如果报警条件不成立了，在下一次温度转换后报警标识将被移去。总线控制器通过发出报警搜索命令ECh检测总线上所有的DS18B20 报警标识。任何置位报警标识的DS18B20将响应这条命令，所以总线控制器能精确定位每一个满足报警条件的DS18B20。如果报警条件成立，而TH或TL的设置已经改变，另一个温度转换将重新确认报警条件。4、 报警子程序：5、 显示子程序：二、 测试方案与测试结果：1、 测试方案及测试条件： 2、 测试结果及其完整性：3、 测试结果分析：三、 附录：1、 元器件清单： 2、