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DS18B20数字温度计的设计(一)_电子信息工程毕业论文

DS18B20数字温度计的设计(一)_电子信息工程毕业论文

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DS18B20数字温度计的设计(一)_电子信息工程毕业论文目录第一章引言-----------------------------------------------------------2第二章系统硬件电路的设计--------------------------------------3一主控制器----- ...
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DS18B20数字温度计的设计(一)_电子信息工程毕业论文

目录

第 一 章 引言----------------------------------------------------------- 2
第 二 章 系统硬件电路的设计-------------------------------------- 3
一 主控制器----------------------------------------------------- 3
二 显示电路----------------------------------------------------- 3
三 温度传感器工作原理-------------------------------------- 3
四 DS18B20 与单片机的接口电路------------------------- 8
第 三 章 系统程序的设计-------------------------------------------- 9
一 主程序--------------------------------------------------------- 9
二 读出温度子程序--------------------------------------------- 10
三 温度转换命令子程序--------------------------------------- 11
四 计算温度子程序--------------------------------------------- 11
五 显示数据刷新子程序--------------------------------------- 12
六 DS18B20的各条ROM命令---------------------------------- 12
七 温度数据的计算处理方法--------------------------------- 14
第 四 章 调试及性能分析--------------------------------------------- 15
第 五 章 程序清单------------------------------------------------------ 16
第 一 章 引言
在日常生活及工农业生产中,经常要用到温度的检测及控制,传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下:
硬件电路复杂;
软件调试复杂;
制作成本高。
本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为-55~-125 ℃,最高分辨率可达0.0625℃.
DS18B20可以直接读出被测温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
按照系统设计的功能和要求,确定系统由3个模块组成:主控制器,测温电路和显示电路。
数字温度计总体电路结构框图如图1所示。


设计要求:
1.测温范围 -55~~+125 ℃
2. 误差 +0.5℃以内
3.采用LED数码管直读显示
第 二 章 系统硬件电路的设计
温度计设计原理图如图所示,控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20,用4位共阳LED数码管以动态扫描法实现温度显示。


一 主控制器
单片机AT89C2051具有低电压供电和小体积等特点,两个端口刚好满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用。系统可用两节电池供电。
二 显示电路
显示电路采用4位共阳LED数码管,从P1口输出段码,列扫描用P3.0~P3.3来实现,列驱动用9012三极管。
三 温度传感器工作原理
1.DS18B20的性能特点
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读取方式。DS18B20的性能特点如下:
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;
●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;
●无须外部器件;
●可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;
●零待机功耗;
●温度以9或12位数字;
●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。
2.DS18B20的内部结构
DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装,其内部结构如图2所示。


64位ROM的位结构如图3所示。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。非易失性温度报警触发器TH和TL,可通过软件写入户用户报警上下限数据。

8位检验CRC48位序列号8位工厂代码(10H)
MSB LSB MSB LSB MSB LSB
图3 64位ROM结构框图
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存

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