基于DS18B20设计的多点测温系统_刘卫
第14卷第2期2007年6月长沙民政职业技术学院学报
Journal of Changsha Social Work College Vol 114No 12
Jun 12007
基于DS18B20设计的多点测温系统
刘 卫 刘定良
(长沙民政职业技术学院,湖南长沙 410004)
[摘 要] 多点温度测量系统在工程项目中应用越来越广泛。文中介绍了基于DS18B20数字温度传感器设计的10
点测温系统、DS18B20的基本特性、系统硬件电路的连接及软件的设计流程。
[关键词] 温度传感器;DS18B20;AT89C52;多点测温
[中图分类号] T N710 [文章标识码] A [文章编号] 1671-5136(2007)02-0092-04
The M ulti -spot Te m pera ture Survey Syste m Ba sed on D esi gn i n g of D S 18B 20
L I U wei L I U D ing -liang
(Changsha s ocial work college ,Changsha,Hunan 410004)
Abstract: The multi -s pot te mperature survey system is more and more widely app lied in the engineering p r oject 1This article intr oduces a syste m that can survey 10dr op s,which is based on designing of DS18B20digital te mperature sens or 1The basic char 2acteristic of DS18B20,the syste m hard ware circuit connecti on and the s oft w are design p r ocedure are intr oduced e mphatically in this article 1
Key words: temperature sens or;DS18B20;AT89C52;multidr op te mperature measure ment
[收稿日期] 2007-04-15
[作者简介] 刘 卫(1974-),男,湖南湘乡人,长沙民政职业技术学院电子信息工程系教师、湖南大学硕士研究生;
刘定良(1965-),男,湖南湘乡人,长沙民政职业技术学院电子信息工程系副教授。主要研究方向:计算机控制技术。
前言
随着科学技术的不断进步与发展,温度控制在工
业控制、电子测温计、医疗仪器、家用电器等各种温度控制系统中广泛应用,且由过去的单点测量向多点(multidr op )测量发展。目前温度传感器有模拟和数字两类传感器,为了克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A /D 转换器的弊端,大多数多点测温控制系统采用数字传感器,并大大方便了系统的设计。比较有代表性的数字温度传感器有DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635、S MT160230等。本文主要介绍了数字温度传感器DS18B20的特性、使用方法以及在多点测温控制系统中利用AT89C52进行的多点测温处理。 11系统构成
系统分为现场温度数据采集和上位监控计算机两
图1 多点温度控制系统结构图
部分。图1为系统的结构图。下位机主要由微处理器
AT89C52、采集温度的10组温度传感器、键盘、显示电路、存储器、报警电路、RS485通信接口组成,并且下位机可以脱离上位计算机而独立工作,微处理器AT89C52把10组温度传感器所采集到的数据存放在存储器中,通过对采集到的数据进行分析处理实现控制。系统中设计上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理,上位机与下位机的数据传送接口
采用RS485接口,通过计算机可进行全面的管理和控制,完成数据记录,打印报表等工作。
111 DS18B20数字温度传感器
DS18B20数字温度传感器是DALLAS半导体公司的一种新型“一线器件”产品,它具有体积小、适用电压宽、接口方便、传输距离远等特点。主要性能特点有:①采用单总线专用技术,既可通过串行口线,也可通过一根I/O口线与微处理器接口,无须经过A/D变换电路,直接输出被测温度值(9位二进制数,含符号位);
②测温范围为-55℃～+125℃,测量温度最小分辨率为010625℃,可实现高精度测温;③内含64位激光光刻(lasered)只读存储器RO M,其中开始8位为产品系列号28H,接着48位为唯一产品序列号,最后8位为前56位的CRC纠错码;④内部存储器包括1个高速暂存RA M和非易失性的电可擦除EEPRO M,分别用于存放被测温度值、用户设定各路温度的上、下限值等;⑤适配各种单片机或系统机;⑥内含寄生电源。
DS18B20高速缓冲存储器共9字节(如表1),前2字节为测得的温度值,以补码形式存放,其中第0个字节为温度的低8位,第1个字节为温度的高8位。第2个字节和第3个字节为用户设定的温度上下限值存放;第4个字节保存上电复位后的一些配置信息,并保证上电复位时被刷新;第6、7、8个字节用于内部计算;第9个字节为冗余检验字节。由于采集到的温度自动转换成2字节数值后存放在高速暂存RAM中,故读取温度信息字节中的内容,再经过相应地转换就可得到对应的温度值。如表2所示列出了温度与温度字节间的对应关系。
表1 DS18B20高速缓冲寄存器分布
字节地址寄存器内容
字节
地址
寄存器内容
0温度值低位(LS Byte)4配置寄存器1温度值高位(M S Byte)5-7保留
2高温限值(TH)8CRC校验值3低温限值(T L)
表2 温度值与温度字节之间的对应关系
温度值(℃)
温度字节
MS B(高字节)LS B(低字节)十六进制
+125000001111101000007D0 +101125000000001010001000A2 -1011251111111101011110FF5E -551111110010010000FC90 注:温度=十六制数×010625℃
21系统硬件电路设计
211
DS18B20与单片机的接口电路
如图2所求,DS18B20与单片机AT89C52连接非常简单,只需将DS18B20信号线与单片机一位I/O线相连(图中采用P17),且一位I/O线可连接多个DS18B20,以实现单点或多点温度测量。为了使DS18B20采集温度时误差尽量小,提高抗干扰能力,本设计供电方式选用外加电源方式。在实际应用中,传感器与单片机的距离往往达几十米到几百米,传输线的寄生电容对DS18B20的操作也有一定的影响,所以往往在接口的地方稍加改动,以增加芯片的驱动能力和减少传输线电容效应带来的影响,达到远距离传输的目的。
图2 系统硬件电路简图
表3 ROM指令表
指令指令代码功 能
读33H
读DS18B20温度传感器ROM中的编码
(即64位地址)
符合55H
发出此命令之后,接着发出64位ROM编
码,访问单总线上与该编码相对应的
DS18B20使之作出响应,为下一步对该
DS18B20的读写作准备。
搜索OF0H
用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个
数和识别64位ROM地址。为操作各器件
作好准备。
跳过OCCH
忽略64位ROM地址,直接向DS18B20发
温度变换命令。适应于单片工作。
告警
搜索
OECH
执行后只有温度超过设定值上限或下限的
片子才做出响应。
212 键盘及报警电路
键盘电路主要通过编程完成设置、查询等功能,如对温度值进行标定设置,对各路传感器采集温度值显示的定时时间设置,给每一路传感器设定上下限报警
39
第2期 刘 卫 刘定良:基于DS18B20设计的多点测温系统
值等。
表4 RAM指令表指令指令代码功 能
温度变换44H 启动DS18B20进行温度转换,12位转换时最长为750m s(9位为93175m s),结果存入内部9字节RAM中
读暂存器OBEH读内部RAM中9字节的内容
写暂存器4EH 发出向内部RAM的第3、4字节上、下限温度数据命令,紧跟该命令后,是传送两字节的数据
复制暂存器48H
将RAM中第3、4字节的内容复制到
EFPROM中
重调EEPROM OB8H
将EEPROM中内容恢复到RAM中的
第3、4字节
读供电方式OB4H
读DS18B20的供电模式。寄生供电时
DS18B20发给“0”,外接电源供电时,
DS18B20发送“1”
当被测温度值超过预先设定的上下限时,由报警电路作出响应,蜂鸣器发出响声,告知用户温度的异常。具体是哪一个传感器温度值超限,可由软件查询各DS18B20内部告警标志而确定,继而调整该现场温度,以达到对温度波动的控制。
213 显示电路
显示电路采用8位共阴数码管,可为用户提供直观的视觉信息。在工作现场,用户可通过8位LE D的显示数据来确定系统的当前工作状态以及即时观察所采样的温度值信息等。
214 存储器电路
系统中的存储器采用存储容量为128K B的flash ROM(AT28C010),该存储器属非易失性快速读写存储器,且只需单一+5V电源即可进行存取,能够及时准确写入温度传感器所采集到的数据,以方便微处理器分析处理,另外在与上位计算机连接后,可通过RS485通信接口把存储器数据传送到计算机中,方便打印或生成报表文件。
31系统软件设计及流程
311 下位机软件
系统下位机软件主要包括系统初始化程序、LE D 显示子程序、存储器读写子程序、DS18B20读写子程序、温度计算子程序、温度判断分析及报警子程序、按键处理子程序等。所有程序均采用MCS51汇编语言编写,以下主要介绍主程序、温度处理子程序的设计及流程。
31111 DS18B20指令
单片机对DS18B20进行读写控制均是通过传送指令代码进行的,DS18B20的ROM指令有5条(见表3),RAM指令有6条(
见表4)。
根据DS18B20的通讯协议,主机(单片机)控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CP U将数据线下拉500微秒,然后释放,当DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右,然后发出60～240微秒的存在低脉冲,主CP U收到此信号表示复位成功。
31112 主要程序设计流程
DS18B20复位后,就可以编程控制读到其内部RAM所采集到的温度值(通过P117),并且读取数据时低位在前,高位在后。读出数据后,需判断对应的温度是正值还是负值,当温度值为正值时,直接将二进制数转换为十进制温度值;当温度值为负值时先将二进制补码变为原码,再转换为十进制温度值。
因本系统外挂10个温度传感器,读取各传感器数据时,首先要获取DS18B20序列号,以对应读取各传感器所采集到的数据,然而按表格的形式存入存储器AT28C010中,每一温度传感器读入数据的操作顺序为:初始化、ROM操作命令、暂存存储器操作命令。图3为系统主程序流程图。
图3 系统主程序流程图
由于微处理器AT89C52从温度传感器所读到的数据为补码形式的二进制数,要通过LE D显示实际温度值必须经过微处理器处理并转换成十进制数,其流程图如图4所示。其中T M1和T M0分别代表温度传感器采集的2字节温度值。由于篇幅限制原因,其汇编原程序未在此列出。
49 长沙民政职业技术学院学报 2007年
31113 DS18B20编程注意事项
(1)温度转换时间设置为750m s 时,灵敏度会大大提
高,在需要较高精度要求下建议使用,而且回复性很好;
(2)DS18B20的读写时序须经仔细调整,在反复的调试中找出合适的延时时间;
(3)在程序等待DS18B20发出的存在信号时,最好设置一个有限的等待时间,否则一旦有温度传感器损坏时,程序将进入无限等待的死循环中
。
图4 温度转换流程图
312 上位机软件
系统上位机的软件采用VB610编写。主要完成的功能包括:与下位单片微机的实时通信;模拟显示各采集点温度曲线;保存各测温点温度数据;统计各采集点平均温度值;打印各点温度统计报表等等。 41结论
本文介绍的多点测温系统,由于所采用的单总线数字温度传感器DS18B20其体积小,构成系统结构简单,而且系统采用RS485通信进行数据上传,可由上位计算机处理复杂数据,提高了系统的速度和性能,并且系统能够适应远程控制、恶劣环境条件下工作等优点,在粮库测温系统、冷库测温系统、中央空调系统、智能建筑自控系统等多点温度测量系统中可广泛推广应用。
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(责任编辑:方跃春)
(上接第70页) 在考核方法上,采用多元化的考核评价方法,实施了多元模块综合考核模式的实践探索。学生的期末总评综合了平时考核、实验考核、课程设计、期末考试四大模块,所占的比例分别为20%、20%、30%、30%。平时考核包括课堂思考讨论和课外作业,主要是对学生学习态度的评价;实验考核主要对学生实验操作能力的评价;课程设计是对学生知识运用和设计能力的评价,期末考试是对学生的基本概念掌握程度以及知识应用能力的评价。 41结语
经过几年来的探索和实践,取得了较好的效果。同时,我们也深深地体会到,要真正实现高职教育的培养目标,就必须坚持不懈地深化教学改革,走产、学、研结合之路,把教学重点放在优化知识结构和能力结构上,落脚点放在素质和能力培养上,加大课程建设力度,形成强调基础、重视实践的课程体系和
内容,坚持以人为本的教改理念,强调学生的学习主体作用,不断创新教学方法和教学手段,并建立科学的考核机制,使高等职业教育能真正适应社会发展的需求。
[参考文献]
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(责任编辑:任清晏)
5
9 第2期 刘 卫 刘定良:基于DS18B20设计的多点测温系统
一种新型多点测温系统的设计
一种新型多点测温系统的设计 一种新型多点测温系统的设计 1温度传感器DS18B20介绍 DALLAS公司单线数字温度传感器DS18B20是一种新的“一线器件”，它具有体积小、适用电压宽等特点。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃；通过编程可实现9～12位的数字值读数方式；可以分别在93.75ms和750ms内将温度值转化为9位和12位的数字量。每个DS18B20具有唯一的64位长序列号，存放于DS18B20内部ROM只读存储器中。 DS18B20温度传感器的内部存储器包括1个高速暂存RAM和1个非易失性的电可擦除E2RAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。暂存存储器包含了8个连续字节，前2字节为测得的温度信息，第1个字节为温度的低8位，第2个字节为温度的高8位。高8位中，前4位表示温度的正(全“0”)与负(全“1”)；第3个字节和第4个字节为TH、TL的易失性拷贝；第5个字节是结构寄存器的易失性拷贝，此三个字节内容在每次上电复位时被刷新；第6、7、8个字节用于内部计算；第9个字节为冗余检验字节。所以，读取温度信息字节中的内容，可以相应地转化为对应的温度值。表1列出了温度与温度字节间的对应关系。 2系统硬件结构 系统分为现场温度数据采集和上位监控PC两部分。图1为系统的结构图。需要指出的是，下位机可以脱离上位PC机而独立工作。增加上位机上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理。现场温度采集温度采集部分采用8051单片机作为中
基于单片机的多功能温度检测系统的设计翻译
基于单片机的多功能温度检测系统的设计一、引言 随着社会的发展和技术的进步，人们越来越注重温度检测与显示的重要性。温度检测与状态显示技术与设备已经普遍应用于各行各业，市场上的产品层出不穷。温度检测及显示也逐渐采用自动化控制技术来实现监控。本课题就是一个温度检测及状态显示的监控系统。二、系统方案 本系统采用AT89S52 作为该系统的单片机。系统整体硬件电路包括，电源电路，传感器电路，温度显示电路，上下限报警电路等如图1 所示。图中报警电路可以在被测温度不在上下限X围内时，发出报警鸣叫声音。温度控制的基本原理为:当DSl8B20 采集到温度信号后，将温度信号送至AT89S52 中处理，同时将温度送到LCD 液晶屏显示，单片机根据初始化设置的温度上下限进行判断处理，即如果温度大于所设的最高温度就启动风扇降温;如果温度小于所设定的最低温度就启动报警装置。温度控制器的原理图二三、系统硬件设计1.单 片机AT89S52 的介绍 AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,具有8K 可编Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使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[5]。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
基于DS18B20的多点温度测量系统设计
一、绪论 1.1 课题来源 温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对环境温度进行控制。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品；没有合适的温度环境，许多电子设备不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。可见，研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。 随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。 本设计要求系统测量的温度的点数为4个，测量精度为0.5℃，测温范围为-20℃～+80℃。采用液晶显示温度值和路数，显示格式为:温度的符号位,整数部分,小数部分,最后一位显示℃。显示数据每一秒刷新一次。 1.2 课题研究的意义 21世纪科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。对于本次设计，其目的在于： （1）掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、使用特点和方法，利用C51对系统进行编程。
温度检测系统汇总
机电专业课程设计温度检测系统 学生姓名李晓晓 学院中国矿业大学年级专业2011机电专本指导教师孙长青完成日期2012年6月 前言
温度是表征物体冷热程度的物理量，是工业生产和自动控制中最常见的工艺参数之一，生产过程中常常需要对温度进行检测和监控。在传统的温度测控系统设计中，往往采用模拟技术进行设计，这样就不可避免地遇到诸如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题;而其中任何一环节处理不当，就会造成整个系统性能的下降。采用数字温度传感器与单片机组成的温度检测系统进行温度检测、数值显示和数据存储，体积减小，精度提高，抗干扰能力强，并可组网进行多点协测，还可以实现实时控制等技术，在现代工业生产中应用越来越广泛。 本设计就采用以51单片机为核心，和单总线数字式温度传感器DS18B20 模拟出一温度控制系统，当温度没有超过预设温度时数码管显示当前温度，此本系统就是一个温度计。当温度超过预设温度时电路中的发光二极管就会闪烁报警，当温度降下时就停止闪烁，此时本系统就是一个温度监控器。以DS18B20 为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体,直接输出数字量，与单片机接口电路结构简单，广泛使用于距离远、节点分布多的场合，具有较强的推广应用价值。 目录
前言 (1) 1 总体设计方案 (3) 1.1设计的目的及意义 (3) 1.2总体设计思路 (3) 1.3总体设计方案设计 (3) 2 系统的硬件结构设计 (4) 2.1器件的选择 (4) 2.2电路设计及功能 (8) 2.3单片机的内部资源 (9) 2.4芯片DS18B20器件介绍 (10) 3 系统的软件设计 (13) 3.1设计的流程图 (13) 3.2系统部分程序的设计和分析 (14) 结论 (16) 附录Ⅰ程序设计 (17) 附录Ⅱ参考文献 (21) 附录Ⅲ结束语 (22) 附录Ⅳ实物照片 (23) 1 总体方案设计
基于单片机的温度测量系统设计(DOC)
基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
温度检测系统设计报告.(DOC)
计算机硬件（嵌入式）综合实践 设计报告 温度检测系统设计与制作
一．系统概述 1. 设计内容 本设计主要从硬件和软件部分介绍了单片机温度控制系统的设计思路，简单说明如何实现对温度的控制，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。还介绍了在单片机控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节，该系统主要以AT89S52单片机为核心, 同时利用DS18B20温度传感器采集温度，采用4位LED 显示管实施信息显示。 AT89S52单片机设计的温度检测电路是本次设计的主要内容，是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少的一部分，该系统对温度进行实时采集与检测。本设计介绍的单片机自动控制系统的主要内容包括：系统概述、元器件选择、系统理论分析、硬件设计、部分软件设计及主要技术性能参数。 2. 元器件选择 单片机AT89S52：1个 22uF电容：2个 电阻：1个 万能板：1个 杜邦线：若干 单排排针：若干
DS18B20温度传感器：2个 4位LED显示管：1个 二．软件功能设计及程序代码 1.总体系统设计思想框图如下： 单片机应用 软件调试 软件编程 系统测试和调试 系统集成 硬件调试 选择单片机芯片 定义系统性能指标 硬件设计 2.主程序流程图 3.DS18B20数据采集流程图
4.程序代码 ①、温度记录仪 #include<> #include<> #include<> #include<> #include<> #include<> bit rec_flag=0;.",1); display(l2," ",1); eeprom_format(); display(l1,"Format Successed",1); longdelay(3); break; } if(ser_rec=='N') break; if(autobac_tim>10) break; } autobac_tim=0; break; case 'D':",1); display(l2," ",1); RDTP=512;",1); display(l2," ",1);
简单多点温度测量系统课程设计
课程设计报告（2010 —2011 年度第2学期） 题目：基于DS18B20的多点温度测量系统 院系： 姓名： 学号： 专业： 指导老师： 2011年5 月22 日
目录 1设计要求…………………………………………………………………………2设计的作用、目的………………………………………………………………3设计的具体实现…………………………………………………………………. 3.1系统概述……………………………………………………………………. 3.2单元电路设计与分析……………………………………………………… 3.3电路的安装与调试…………………………………………………………4心得体会及建议………………………………………………………………… 4.1心得体会…………………………………………………………………… 4.2建议…………………………………………………………………………5附录………………………………………………………………………………6参考文献…………………………………………………………………………
基于DS12B20的多点温度测量系统设计报告 1设计要求 运用DS12B20温度测量芯片实现一个多点温度测量系统，要求如下： （1）．测量点为两点。 （2）．测量的温度为-40~+40°C （3）．温度测量的精度为±0.5°C （4）．测量系统的响应时间要小于1S。 （5）．温度数据的传输方式采用串行数据传送的方式。 2 设计的作用、目的 通过本设计可以进一步了解熟悉单片机的控制原理以及外设与单片机的数据通信方法，尤其是串行通信方法以及单片机与外设间的接口问题。 本设计旨在提高学生的实际应用系统开发能力，增长学生动手实践经验，激起学生学以致用的兴趣。 3设计的具体实现 3.1系统概述 本系统分为温度采集模块、核心处理模块、控制模块和显示模块。温度采集模块由DS18B20温度测量芯片构成，它负责测量温度后将温度量转化为数字信号，传输到数据处理模块；核心处理模块由AT89S52单片机组成，它负责与温度采集模块进行数据通信、对数据进行操作处理已经对各种外设的响应与控制；控制模块由几个按键组成，实现对测量点的选择以及电路复位的操作；显示模块由一块四位的八段译码显示管和驱动芯片组成，它的作用是显示测量的温度值。 系统模块组成图：
温度检测显示系统设计
毕业设计 设计题目温度监测显示系统设计 系部信息工程系 专业电子信息工程 班级电子0601 学号063001020001 姓名宋天诗 指导老师王珊珊 温度检测显示系统 一、设计要求 1.以传感器，单片机，数码管等元器件，设计一个温度检测系统，并通过显示器件，显示出温度数据。 2.熟练应用protel99，运用protel99设计温度检测显示系统。
3.理解温度检测系统的原理。 二、总体概要设计 本系统是以温度传感器、数码管和单片机为核心元器件建立起来的温度检测显示系统。通过对单片机和传感器的研究，通过A/D转换器的应用，使本系统实现了温度信号到模拟信号再到数字信号的转换。设计中还使用了译码器74LS47、数码管、稳压管等元器件。 温 度 传感器 单片机数码管采集后 的数据 处理后 的数据 检测 温度 图1 系统总体框图 本设计主要包含温度检测和显示电路两个部分。 1.温度检测部分 主要由温度传感器、运算放大器和A/D转换器三部分组成。 温度传感器LM134产生的输入信号由运算放大器ICL7650后，A/D转换器MC14433将运算放大器输出的模拟信号转换成数字信号输入80C51单片机，由于MC14433 的 A/D转换结果是动态分时输出的BCD码，Q0～Q3和DS1～DS4 都不是总线式的。因此，MCS-51 单片机只能通过并行I/O 接口或扩展I/O 接口与其相连。 温度信号检测通道的总增益是由温度传感器、运放和A/D转换器三个环节的增益 做决定。在本设计中，前两个环节的增益是固定的，只用电位器 r W作为整个输入通道的增益环节。这样有利于整个设计的调试。 2.显示电路 本设计采用动态扫描输入法，由单片机8051输出数码管段选信号，经译码器驱动器芯片74LS47驱动后数码管发光显示。 三、各单元模块设计与分析 1．温度传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、 显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 LM134是一种新型的硅集成温度传感器,它不同于一般诸如热敏电阻、温差电偶以及半导体PN结等传统的温度传感器。它是根据下述原理设计而成的,即工作在不同电流密度下的两只相同晶体管,其基、射结的结电压之差△V_(be)与绝对温度T严格成正比。因而该器件的突出优点是在整个工作温区范围内(-55℃～+125℃)输出电流几乎与被测温度成线性关系,这样,就可省去非线性校正网络,使用简便。此外,它还具有下列特点: (1)起始电压低(低于1.5V),而器件耐压较高,因而电源电压适用范围宽(在3～40V之间)。 (2)灵敏度高(1μA/K),输出信号幅度大。一般情况下,不必加中间放大就可直接驱动检测系统,例如双积分型A/D转换器5G14433或ICL7106等。从而消除了中间环节所引入
一种多点测温系统的设计
一种多点测温系统的设计 1 温度传感器DS18B20 介绍DALLAS 公司单线数字温度传感器DS18B20 是一种新的“一线器件”，它具有体积小、适用电压宽等特点。一线总线独特而 且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新 概念。DS18B20 支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55℃～+125℃，在- 10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃；通过编程可实现9～12 位的数字值读数方式；可以分别在93.75ms 和750ms 内将温度值转化为9 位和12 位的数字量。每个DS18B20 具有唯一的64 位长序列号，存放于DS18B20 内部ROM 只读存储器中。DS18B20 温度传感器的内部存储器包括1 个高速暂存RAM 和1 个非易失性的电可擦除E2RAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL 和结 构寄存器。暂存存储器包含了8 个连续字节，前2 字节为测得的温度信息，第 1 个字节为温度的低8 位，第 2 个字节为温度的高8 位。高8 位中，前4 位表示温度的正(全“0”)与负(全“1”)；第 3 个字节和第 4 个字节为TH、TL 的易失性 拷贝；第5 个字节是结构寄存器的易失性拷贝，此三个字节内容在每次上电复 位时被刷新；第6、7、8 个字节用于内部计算；第9 个字节为冗余检验字节。所以，读取温度信息字节中的内容，可以相应地转化为对应的温度值。表1 列 出了温度与温度字节间的对应关系。 2 系统硬件结构系统分为现场温度数据采集和上位监控PC 两部分。图1 为系统的结构图。需要指出的是，下位机可以脱离上位PC 机而独立工作。增加 上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理。现场温度采集部分 采用8051 单片机作为中央处理器，在P1.0 口挂接10 个DS18B20 传感器，对10 个点的温度进行检测。非易失性RAM 用作系统温度采集及运行参数等的缓 冲区。上位PC 机通过RS485 通信接口与现场单片微处理器通信，对系统进行
多点温度检测系统设计
摘要 环境温度对工业、农业、商业与人们得日常生活都有很大得影响,而温度得测量也就成为人们生产生活中一项必不可少得工作。随着单片机技术得不断发展,单片机在日用电子产品中得应用越来越广泛,温度传感器DS18B20具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点,广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度得测量与控制。 本设计所介绍得数字温度计使用单片机AT89s52单片机,测温传感器使用DS18B20,用4位共阴极LED数码管以动态方式实现温度显示,分时轮流通电,从而大大简化了硬件线路,同时,采用串口通信方式可大大简化硬件电路与软件程序得设计,节省了I/O口。DS18B20数字温度传感器就是单总线器件与51单片机组成得测温系统,具有线路简单、体积小等特点,而且在一根通信线上,可以挂接多个DS18B20,因此可以构成多点温度测控系统。 关键词:单片机;多点检测;串口通信
Abstract Environmental temperature to industry, agriculture, merce, and people's daily life has a lot of influence, and the measurement of the temperature will bee an indispensable people production and life of the work、 Along with the development of the single chip microputer technology, microputer in the daily electronic products is more and more extensive application, the temperature sensor DS18B20 have good linear, stable performance, high sensitivity, anti-interference ability strong, easy to use, widely used in the refrigerator, air conditioner, granaries, etc in daily life temperature measurement and control、 The design of the digital thermometer introduced use single chip puter 89 s52 microcontroller, temperature sensor DS18B20 use, with a total of 4 cathode tube LED digital display to realize dynamic way temperature, in turn time-sharing electricity, which greatly simplified the hardware circuit, and at the same time, the serial interface munication mode can greatly simplified the hardware circuit and software program design, save the I/O port、 Digital temperature sensor DS18B20 is the single bus devices and 51 SCM position, temperature measurement system, with simple line, little volume features, but at a munications line, can be articulated multiple DS18B20, so can form multi-point temperature measurement and control system、 Key Words:Single Chip Microputer; Multi-point detection; Serial mun- -ication
基于单片机的多点温度监测系统设计
基于单片机的多点温度监测系统设计 摘要：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。PL2303是Prolific公司生产的一种高度集成的RS232-USB接口转换器，可提供一个RS232全双工异步窜行通信装置与USB功能接口便利连接的解决方案。 该系统由上位机和下位机两大部分组成。下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口，芯片使用了A TMEL公司的AT89S52单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器。上位机部分使用了通用PC。该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。 关键字：温度测量；单总线；数字温度传感器；单片机；转换器 Based on SCM more temperature monitoring system design Abstract：DS18B20 is a network of high precision digital temperature sensor, since it has the unique advantages single bus, users can easily set up sensor network, and can make more temperature measurement circuit become simple and reliable. PL2303 Prolific company is the production of a highly integrated RS232-USB interface converter, can provide a RS232 full-duplex asynchronous channeling line of communication equipment and the USB interface convenient connection function of the solution. The system consists of PC and a machine under two main components. A machine to implement the temperature detection and provide standard RS232 communication interface, ATMEL company used chip AT89S52 SCM and DALLAS company DS18B20 digital temperature sensor. PC parts used the general PC. This system can be used in storage temperature measurement, building the air conditioning control and production process monitoring, etc。 Key words：temperature measurement; Single bus; Digital temperature sensors; Single chip microcomputer; converter
温度检测显示及报警装置设计与制作
目录 第一章绪论 (1) 1.1课题背景与意义 (1) 1.2设计题目介绍 (1) 1.3设计目的 (1) 1.4设计内容和要求 (1) 第2章设计原理 (3) 2.1系统总体框架设计 (3) 2.2系统硬件设计 (3) 2.2.1温度传感器DS18B20电路 (3) 2.2.2蜂鸣器报警电路 (4) 2.2.31602液晶显示显示电路 (5) 2.2.4复位电路 (5) 2.3系统软件设计 (6) 第3章系统调试及结果分析 (8) 3.1硬件调试 (8) 3.2软件调试 (8) 3.3结果分析 (9) 参考文献 (10) 附录 (11) 附录一系统原理图 (11)
第一章绪论 1.1课题背景与意义 温度是一个基本的物理量，在工业生产和实验研究中，如机械、食品、化工、电力、石油、等领域，温度常常是表征对象和过程状态的重要参数，是各门学科研究中经常遇到和必须测量的物理量。本质上讲，温度就是衡量物体冷热程度的物理量，是物体分子热运动平均动能的标准。它是国际单位制规定的七个基本单位之一。温度概念的建立以及温度的测量都是以热平衡为基础的，当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热，换热结束后，两物体处于热平衡状态，此时它们具有相同的温度，这就是温度最基本的性质。因此对温度进行准确测量和有效控制已成为人们在科学研究和生产实践中面临的重要课题之一。 1.2设计题目介绍 设计并开发能自动测温并具有显示和报警系统的温度测量控制系统，要求以18b20做为温度测量传感器，以数码管、点阵、1602、全彩TFT屏做为温度等信息显示装置，以蜂鸣器为报警装置，能实现实时温度显示、温度上下限设定、温度上下限报警等功能。 1.3设计目的 测控系统技术是自动控制理论和微型计算机原理和接口等技术在工业生产过程中实现自主测量自动控制的专门技术，其以自动控制理论为基础，以电子技术、传感器原理、计算机原理及接口等课程内容为辅助，通过对测控系统的设计实践环节培养学生理论应用能力、总结归纳能力以及自我学习能力，从而进一步提高学生工程实践能力和创新意识的培养。 1.4设计内容和要求 （1）单片机开发仪提供的18B20温度传感器做为温度采集传感器。对温度进行实时采集。 （2）本组（第三组）使用1602液晶屏做为信息显示装置。
《多路温度检测系统》
《多路温度检测系统》 设计报告 一:统整体设计 多路温度检测系统以8051单片机系统为核心，能对多点的温度进行实时控制巡检。各检测单元（从机）能独立完成各自功能，根据主控机的指令对温度进行实时或定时采集，测量结果不仅能在本地储存、显示，而且可以利用单片机串行口，通过RS-485总线及通信协议将将采集的数据传送到主控机，进行进一步的分析、存档、处理和研究。主控机负责控制指令发送，控制各个从机进行温度采集，收集测量数据，并对测量结果（包括历史数据）进行整理、显示和打印。主控机与各从机之间能够相互联系、相互协调，从而达到了系统整体统一、和谐的控制效果。系统框图如下： 温度测点1温度测点2温度测点3温度测点4丛机1 丛机2 丛机3 丛机4 4 8 5 通 讯 电 缆主 控 机 键盘 显示器 打印机图1 系统框图 声光报警 本系统的特点是： ?具有实时检测功能，能够同时检测4路温度，检测温度范围0℃～400℃； ?使用12位AD转换，采用过采样和工频周期求均值技术，分辨率达到16位，检测温度变化最小值达到0.007℃； ?使用RS-485串行总线进行传输，MAX485驱动芯片进行电平转换，传送距离大于1200m，抗干扰能力强； ?可由主控机统一设置系统时间和温度修正值； ?可由主控机分别设置各从机的温度报警上下限，主机、从机均具有声光报警功能； ?具有定时、整点收集各从机数据功能，使用I2C串行E2PROM，可保存各从机以往24小时的数据，具有数据更新 与掉电保护功能； ?具有数据分析功能，能显示各从机以往24小时的温度变化曲线与平均值； ?从机可显示当前温度、时间、报警阈值等信息； ?从机之间可通过主机中转进行通信，根据用户需要观察其他从机实时温度值； ?主从机均采用中文点阵式液晶显示器，人机界面友好； ?具有打印功能； ?自制了主控机和从机所使用的直流稳压电源。
温度测量显示电路设计
第一章概述 1.1 设计内容 以设计为主完成一个温度范围为0 - 50℃的温度测量显示电路的设计与制作。 1、主要设计内容： （1）系统原理框图设计与分析（包括传感器的选择与确定）。 （2）系统方案设计、比较及选定（给出两种以上的方案比较）。 （3）系统原理图设计（包含测量电路、放大电路、A/D转换及显示电路等）。 （4）确定原理图中元器件参数（给出测量电路、放大电路计算公式与数据）。 2、运用protel软件绘出系统原理电路图（鼓励能完成印刷电路板图 的绘制）。 1.2 设计要求 1）确定并分析系统设计要求； 2）进行系统的方案设计； 3）要绘制原理框图，绘制原理电路 4）要有必要的计算及元件选择说明 5）如果采用单片机，必需绘制软件流程图 6）写说明书 7）答辩 所设计的方案能满足题目要求并实现相应的功能，所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。
第2章硬件电路设计 2.1 传感器的选择与确定 2.1.1 方案一：热敏电阻 该方案采用热敏电阻，热敏电阻价格比较便宜、灵敏度比较好，在实际应用的时候线性度较差，另外调试比较困难。不适合使用。故不使用热敏电阻。 2.2.2 方案二：AD590 该方案采用AD590。 AD590拥有良好的线性关系，灵敏度较高、使用简单方便。但是这种传感器的价格比其他的两种都贵很多。故不选用。 2.2.3方案三：DS18B20数字温度传感器 DS18B20是美国DALLAS半导体公司智能温度传感器，他能够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位的数字值读数方式从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面拥有很大优势，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 经过上述三种方案的论证比较，综合考虑成本、性能等因素，最终选取方案三。
基于单片机的多点温度测量系统毕业设计论文
理工科类大学毕业设计论文 南开大学 本科生毕业设计 中文题目：基于单片机的多点温度测量系统设计 英文题目：Design of based on the microprocessor multipoint temperature measurement system 学号：**** 姓名：**** 年级：**** 专业：电子信息科学与技术 系别：电子科学系 指导教师：**** 完成日期：****
摘要 通过运用DS18B20数字温度传感器的测温原理和特性，利用它独特的单线总线接口方式，与AT89C51单片机相结合实现多点测温。并给出了测温系统中对DS18B20操作的C51编程实例。实现了系统接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定等特点。 本文介绍基于AT89C51单片机、C语言和DS18B20传感器的多点温度测量系统设计及其在Proteus平台下的仿真。利用51单片机的并行口，同步快速读取8支DS18B20温度，实现了在多点温度测量系统中对多个传感器的快速精确识别和处理，并给出了具体的编程实例和仿真结果。 关键词：单片机；DS18B20数字温度传感器；Proteus仿真；C51编程
Abstract With using the measuring principle and characteristics of the numerical temperature sensor of DS18B20,making use of special characteristics of single line as the total line, and combine together with AT89C51 to realize several points temperature measuring. Also this paper gives the example of the C51 program which is used to operate to the DS18B20. Make system have characteristics of simple, high accuracy, strong anti- interference ability, stable work etc. This design introduced AT89C51 monolithic integrated circuit temperature control system design from the hardware and the software two aspects. A multipoint temperature measurement system based on DS18B20 and AT89C51 microcontroller is designed and simulated by Proteus in this paper, including software and hardware design of this system. The system has such advantages as novel circuit design, quick measurement speed, high measurement accuracy, and good practicality. Key words: SCM；DS18B20；Proteus simulation；C51 program
智能测温系统设计
第1章绪论 1.1设计背景 随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现．能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。与传统的温度计相比，这里设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。选用STC89C52单片机作为主控制器件，DSl8B20作为测温传感器通过LCD1602并行传送数据，实现温度显示。通过DSl8B20直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在-55℃~125℃最大线性偏差小于0.1℃。该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。 1.2智能测温系统特征 温度是我们日常生产和生活中实时在接触到的物理量，但是它是看不到的，仅凭感觉只能感觉到大概的温度值，传统的指针式的温度计虽然能指示温度，但是精度低，使用不够方便，显示不够直观，数字温度计的出现可以让人们直观的了解自己想知道的温度到底是多少度。 数字温度计采用进口芯片组装精度高、高稳定性，误差≤0.5%，内电源、微功耗、不锈钢外壳，防护坚固，美观精致。数字温度计采用进口高精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器，内置高能量电池连续工作≥5年无需敷设供电电缆，是一种精度高、稳定性好、适用性极强的新型现场温度显示仪。是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品，广泛应用于各类工矿企业，大专院校，科研院所。 数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器（如铂电阻，热电偶，半导体，热敏电阻等），将温度的变化转换成电信号的变化，如电压和电流的变化，温度变化和电信号的变化有一定的关系，如线性关系，一定的曲线关系等，这个电信号可以使用模数转换的电路即AD转换电路将模拟信号转换为数字信号，数字信号再送给处理单元，如单片机或者PC机等，处理单元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起来，成为可以显示出来的温度数值，如25.0摄氏度，然后通过显示单元，如LED,LCD或者电脑屏幕等显示出来给人观察。这样就完成了数字温度计的基本测温功能。数字温度计
多点温度检测系统设计
多点温度检测系统设计
摘要 环境温度对工业、农业、商业和人们的日常生活都有很大的影响，而温度的测量也就成为人们生产生活中一项必不可少的工作。随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度传感器DS18B20具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。 本设计所介绍的数字温度计使用单片机AT89s52单片机，测温传感器使用DS18B20，用4位共阴极LED数码管以动态方式实现温度显示,分时轮流通电，从而大大简化了硬件线路，同时，采用串口通信方式可大大简化硬件电路和软件程序的设计，节省了I/O口。DS18B20数字温度传感器是单总线器件与51单片机组成的测温系统，具有线路简单、体积小等特点，而且在一根通信线上，可以挂接多个DS18B20，因此可以构成多点温度测控系统。 关键词：单片机；多点检测；串口通信
Abstract Environmental temperature to industry, agriculture, commerce, and people's daily life has a lot of influence, and the measurement of the temperature will become an indispensable people production and life of the work. Along with the development of the single chip microcomputer technology, microcomputer in the daily electronic products is more and more extensive application, the temperature sensor DS18B20 have good linear, stable performance, high sensitivity, anti-interference ability strong, easy to use, widely used in the refrigerator, air conditioner, granaries, etc in daily life temperature measurement and control. The design of the digital thermometer introduced use single chip computer 89 s52 microcontroller, temperature sensor DS18B20 use, with a total of 4 cathode tube LED digital display to realize dynamic way temperature, in turn time-sharing electricity, which greatly simplified the hardware circuit, and at the same time, the serial interface communication mode can greatly simplified the hardware circuit and software program design, save the I/O port. Digital temperature sensor DS18B20 is the single bus devices and 51 SCM composition, temperature measurement system, with simple line, little volume features, but at a communications line, can be articulated multiple DS18B20, so can form multi-point temperature measurement and control system. Key Words:Single Chip Microcomputer; Multi-point detection; Serial commun- -ication