温度显示器的毕业设计

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毕业设计----多功能数字温度计的设计与制作

毕业设计----多功能数字温度计的设计与制作

毕业设计(论文)《多功能数字温度计的设计与制作》专业(系)车辆电子班级学生姓名指导老师完成日期 2009. 11. 16毕业设计任务书一、课题名称:多功能数字温度计的设计与制作二、指导教师:三、设计内容与要求1 课题概述1)温度是科学技术中最基本的物理量之一,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,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。

传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。

因此提出一种新型的数字式温度测量电路的设计方案,该方案集成了基于AT89S51的两位数码管显示温度测量电路和通过编程的方式来实现实时时钟的显示、修改、定时闹铃等功能的时钟电路2 设计内容与要求设计内容:1)温度测量:能够实时显示当前的环境温度2)时钟功能:能够作为时钟使用,显示当前时间3)闹钟功能:能够在设定时间时钟时,作为闹铃发生4)时钟设置功能:能够设定时钟,修改当前时间5)电源电池或直流稳压电源输入:稳压至9V供电6)完成控制器的原理图和PCB板图的设计和制作7)完成软件程序的编写与调试8)对整机的调试,完成指定功能设计要求:1)原理图规范2)PCB板图规范、布局合理3)电路板制作工整、美观4)软件流程图标准5)程序采用结构化设计、可读性强3、设计参考书电力电子技术与应用高等教育出版社电机控制技术北京航空航天大学出版社模拟电子技术高等教育出版社数字电子技术高等教育出版社单片机C语言程序设计北京航空航天大学出版社单片机原理及应用中南大学出版社传感器与检测技术高等教育出版社4、设计说明书要求(小四、宋体)(一)封面(二)任务书(三)中文摘要(四)外文摘要(五)目录(六)正文(绪论、正文主体、结论)(七)参考文献(八)致谢(九)附录5、毕业设计进程安排序号内容要求完成时间1师生见面,下发毕业设计任务书、布置毕业设计------- 2011.6.282 前期准备完成毕业设计相关资料的收集、设计方案的确定假期3 元件选型参数、型号、数量2011.9.154 控制板原理图设计------- 2011.9.305 控制板PCB板设计与制作------- 2011.10.146 软件程序编写调试------- 2011.10.317 整机调试完成批定功能2011.11.108 毕业设计任务书编写毕业设计说明书在规定时间前上交指导教师处2011.11.259 毕业答辩及成绩评定------- 2011年12月6、毕业设计答辩及论文要求(小四、宋体)1毕业设计答辩要求答辩前三天,每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅,由指导教师写出审阅意见。

(完整版)LED数显温度控制器毕业设计

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本科毕业论文(设计)LED数显温度控制器毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

(毕业设计)DS18B20数字温度计论文

(毕业设计)DS18B20数字温度计论文

DS18B20数字温度计的设计摘要温度是一种最基本的环境参数,人们生活与环境温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在工业生产中也离不开温度的测量,因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。

本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件,以DS18B20为温度传感器的新型数字温度计。

主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。

硬件电路主要包括主控制器,测温控制电路和显示电路等,主控制器采用单片机AT8 9C52,温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20,显示电路采用8位共阴极LED数码管,ULN2803A为驱动的动态扫描直读显示。

测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成,当实际测量温度值大于预置温度值时,发出报警信号,即发光二极管亮。

系统程序主要包括主程序,测温子程序和显示子程序等。

DS18B20新型单总线数字温度传感器是DALLAS 公司生产的单线数字温度传感器, 集温度测量和 A /D转换于一体,直接输出数字量,具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。

由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,与传统的温度计相比,本数字温度计减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。

DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发,具有很好的发展前景。

此外,还介绍了系统的调试和性能分析。

关键词:显示电路,单片机,AT89C52,温度传感器,DS18B20 ,单总线IThe Design of DS18B20 Digit ThermometerABSTRACTTemperature is a basic parameters of the environment, people's lives a nd the environment are closely related to temperature. in the course of ind ustrial production immediate need for temperature measurement in industrial production has to do with temperature measurement, The study o f the temperature measurement and control is of great significance.The paper introduced one kind new digital thermo meter that take the Micro Controller Unit as the primary control component and take DS18B20 as the temperature sensor. Mainly included the design of the hardware electric circuit and the design of the system program .The hardware electric circuit mainly included the master controller, the temperature measured electric circuit and the display circuit and so on, the master contro ller used Micro Controller Unit AT89C52, the temperature sensor used DS18B20 which the American DALLAS semiconductor company produces, the disp lay circuit used 8 altogether anodes LED numerical code tube by the dynamic scanning method straight to read the demo nstration.ULN2803A-driven dynamic scan showed straight time. Temperature control circuit fro m temperature sensors and preset temperature value compared alarm circuit components, When measured temperature greater than preset temperature value, issued warning signal that the bright light emitting diodes. The system program mainly included the master routine, the temperature subroutine, the data renovates subroutine and so on. DS18B20 is a digital temperature sensor of single bus .It is producted by DALLAS cooperation . DS18B20 assemb les temperature measure and A /D converter, exports digital signal directly, operation easily, better precise, protecting disturb, running steably and so on.IIBecause used the advanced version intelligence temperature sensor DS18B20 as the examine part, compared with the traditio nal thermo meter, this d igital thermo meter reduced the exterior hardware electric circuit, has characteristic that the low cost and was easy to use. The DS18B20 therm ometer also may used to the high temperature warning, the long-distance ran ge multi- spots temperature measured aspect and so on temperature contro l carries on the applicatio n development, has the very good prospects for development. In addition, introduced the system debugging and the perform ance analysis.KEY WORDS:Disp lay Circuit, Microcontroller Unit , AT89C52,Temperature Sensor, DS18B20,1-WireIII目录前言 (1)第1章设计任务及方案分析 (2)§1.1 设计任务及要求 (2)§1.2 设计总体方案及方案论证 (2)§1.3 温度测量的方案与分析 (2)§1.3.1 芯片选择 (2)§1.3.2 实现方法简介 (3)§1.3.3 测温流程图 (3)第2章芯片功能简介 (4)§2.1 A T89C52的功能简介 (4)§2.1.1 A T89C52芯片简介 (4)§2.1.2 引脚功能说明 (4)§2.2 DS18B20的功能简介 (7)§2.2.1 芯片简介 (7)§2.2.2 DS18B20外形和内部结构 (8)§2.2.3 DS18B20的工作时序 (11)§2.2.4 DS18B20与单片机的典型接口设计 (12)§2.2.5 DS18B20的各个ROM命令 (13)第3章系统硬件电路的设计 (15)§3.1 主控制电路和测温控制电路原理图 (15)§3.2 驱动电路模块原理图 (16)§3.3 显示模块原理图 (17)第4章软件编程调试及性能分析 (18)§4.1 主程序流程图 (18)§4.2 主程序 (19)§4.3 温度子程序 (21)§4.3.1 DS18B20复位子程序 (22)IV§4.3.2 读DS18B20子程序 (23)§4.3.3 写DS18B20子程序 (25)§4.3.4 比较报警子程序 (26)§4.3.5 按键子程序 (27)§4.4 显示子程序 (27)§4.5 调试性能分析和注意事项 (29)§4.5.1 调试性能分析 (29)§4.5.2 DS18B20使用中的注意事项 (30)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)V前言日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制,在冶金、食品加工、化工等工业生产过程中,广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等,都要求对温度进行严格控制。

温度显示器的毕业设计

温度显示器的毕业设计

目录1引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)2温度显不器原理 (2)-2.1温度显示器的设计方案 (2)2.2温度显示器的电路原理 (2)3温度显示器的硬件设计 (3)3.1DSI8B20温度传感器的基本介绍 (3)3.1. 1性能简述 ......... 二7 (3)3. 1. 2 DS18B20温度传感器的存储器 (4)3. 1. 3 DS18B20存储器操作命令 (4)3. 1.4 DS18B20 的测温原理 (5)3.1.5 DS18B20使用时的注意事项 (6)3. 1. 6 DS18B20的外形和部结构 ............................................ (6)3.2AT89C2051单片机的基本介绍 (7)-3.2. 1性能简述 (7)3.2.2AT89C2051的引脚介绍如图所示。

(8)3. 2. 3AT89C2051的振荡器特性及芯片擦除 (9)3. 2. 4AT89C2051 与AT89C51 对比 (10)3.2.56 AT89C2051 部结构 (11)4温度显示器的软件设计.....二.. (12)5测试 (15)5. 1测试容 (15)5.2测试结果 (15)结论与展望 (16)⅛ (17)参考文献 (18)附录一 (19)附录二 (20)附录三 (22)页脚1引言ι.ι课题背景温度控制器是对温度进行控制的开关设备。

在当今的社会中,越来越多的坏境需要对温度进行控制。

随着温控器应用领域和围的日益广泛,电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,如果说微型计算机的的出现使现代的科学研究得到了质的的飞跃,那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。

在现代社会中,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用作用也体现到了各个方面。

1.2课题研究的目的和意义目的:培养学生综合运用所学知识,结合实际独立完成课题的工作能力;对学生的知识面、运用理论结合实际去处理问题的能力、实验能力进行考核。

毕业设计论文温度计LED显示仪_18B20

毕业设计论文温度计LED显示仪_18B20

毕业设计论文温度计LED显示仪_18B20摘要:本文设计了一款基于数字温度传感器18B20的温度计LED显示仪。

该设计使用STM32微控制器作为控制核心,通过18B20数字温度传感器采集环境温度,并将温度以数字形式显示在LED数码管上。

设计采用硬件电路和嵌入式程序相结合的方式,实现了温度采集和显示功能,并具有温度高低报警功能。

实验结果表明,该设计具有较高的温度测量精度和稳定性。

关键词:温度计,LED显示仪,数字温度传感器18B20,STM32微控制器引言温度计是一种用于测量环境温度的仪器,广泛应用于各个领域。

随着科技的发展,温度计的种类也越来越多样化,其中LED显示温度计由于具有数字显示和便于读取的特点,受到了广泛的关注和应用。

本文设计了一款基于数字温度传感器18B20的温度计LED显示仪。

该设计通过18B20传感器采集环境温度,并将温度以数字形式显示在LED数码管上。

同时,设计还具有高低温度报警功能,可以实时监测环境温度是否超过设定的范围。

方法1.硬件设计硬件电路主要包括18B20数字温度传感器、STM32微控制器、LED数码管、温度上下限设置开关等。

其中,18B20传感器负责采集环境温度信号,STM32微控制器负责对温度信号进行处理和显示。

LED数码管用于显示温度数值,温度上下限设置开关用于调整报警温度范围。

2.软件设计软件设计主要包括嵌入式程序编写和功能实现。

程序通过STM32微控制器的GPIO口与18B20传感器和LED数码管进行通信,实现温度数据的采集和显示。

同时,程序还对温度进行判断,当温度超过设定的上下限时,通过蜂鸣器进行报警。

实验与结果为了验证设计的可行性和有效性,本文进行了一系列实验。

实验结果表明,设计的温度计LED显示仪具有较高的温度测量精度和稳定性。

同时,温度报警功能也能够准确地检测到环境温度是否超过设定的范围。

结论本文设计了一款基于18B20数字温度传感器的温度计LED显示仪,通过软硬件相结合的方式,实现了对环境温度的采集和显示。

DS18B20数字温度计毕业设计(毕业设计)详解

DS18B20数字温度计毕业设计(毕业设计)详解

DS18B20数字温度计设计西南大学工程技术学院,重庆 400716摘要:本文介绍了利用美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感DS18B20和ATMEL公司生产的AT89C2051,结合四位共阳型LED,采用动态显示的方法实现室内温度的检测和读数。

本文设计的数字温度计基于DS18B20单线总线结构,与单片机的接口电路简单无须外部电路,同时由于DS18B20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位的数字值读数方式,因而使得整体设计思路简单,可以实现-55~+125゜C的温度测量,精度误差在0.1゜C以内。

本文给出了具体的硬件电路和软件设计。

关键词:单片机DS18B20智能温度传感器DS18B20 DIGITAL THERMOMETER DESIGNLI XuejianCollege of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, ChinaAbstract:This paper presents the method for a digital thermometer design made of DS18B20,a newly-product of advaced Programmable Resolution 1-Wire® Digital Thermometer(DALLAS),and AT89C2051 (ATMEL).This design adopts dynamic dispay method with four LED to measu re room temperature.This digital thermometer is based on the one wire configuration of DS18B 20, and no external circuit is required.Since the measured temperature can be directly read by DS18B20 and 9-12 digits reading can be implemented through simple programming, the overall design concept is simple. Temperature within -55~+125゜C can be measured with an error of +/-0.1゜C. Detailed circuits and softwaredesign are given here.Key Words:single-chip computer DS18B20 smart temperature sensor文献综述自动控制领域中,温度检测与控制占有很重要地位。

(毕业设计)基于89C51和DS18B20的数字温度计设计

(毕业设计)基于89C51和DS18B20的数字温度计设计

一、设计要求数字式温度计要求测温范围为-55~125°C,精度误差在0.1°C,采用AT89C51单片机和DS18B20温度传感器,设定温度报警的最低值和最高值。

采用点阵字符型液晶模块作为数字温度计的显示器,分两行显示,第一行显示DS18B20工作状态,第二行显示实测温度值和状态符号,>H表示实测温度大于温度报警范围,<L表示实测温度小于设置温度报警范围,!表示实测温度在正常范围内,当实测温度超过设定温度限制范围是,发出声光警报信号。

二、方案论证根据系统的设计要求,选择DS18B20作为本系统的温度传感器,选择单片机A T89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。

选用数字温度传感器DS18B20,省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路,简化了电路,缩短了系统的工作时间,降低了系统的硬件成本。

该系统的总体设计思路如下:温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上,经过51单片机处理,将把温度在显示电路上显示,本系统显示器用点阵液晶模块LCD1602实现显示。

检测范围-55摄氏度到125摄氏度。

按照系统设计功能的要求,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。

图1 数字温度计总体电路结构框图三、系统硬件电路的设计温度计电路设计原理图如图2所示,控制器使用单片机A T89C51,温度传感器使用DS18B20,用4位共阳LED数码管实现温度显示。

D图2 数字温度计设计电路原理图1、主控制器AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器。

该器件采用A TMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

体温监测器设计毕业论文(设计)

体温监测器设计毕业论文(设计)

体温监测器设计毕业论文(设计)引言体温监测器是一种用于测量人体体温的设备,近年来受到了越来越多的关注。

特别是在当前全球爆发的疫情背景下,准确监测体温对于控制疫情传播至关重要。

本文旨在设计一种体温监测器,具有高精度、便捷操作和实时监测等特点。

设计目标本设计的体温监测器旨在实现以下目标:1. 高精度:准确测量体温,并具有较小的误差范围。

2. 便捷操作:设计简单易用的界面,方便用户进行体温测量。

3. 实时监测:实时显示体温数据,并提供警报功能。

设计思路为了满足上述目标,本文采用以下设计思路:1. 温度传感器:选择高精度的温度传感器,能够实时获取体温数据。

2. 数据处理:使用微控制器进行数据处理和分析,确保测量结果准确无误。

3. 显示界面:设计液晶显示屏,以直观方式展示体温数据和测量结果。

4. 警报功能:当体温超过设定的预警值时,触发警报系统发出提醒。

设计实施本设计的实施步骤如下:1. 配置硬件:选择合适的温度传感器和微控制器,并进行连接。

2. 编程开发:编写适当的程序代码,使得温度传感器能够与微控制器进行通信和数据处理。

3. 界面设计:设计用户友好的界面,包括液晶显示屏和操作按钮。

4. 警报系统:设置预警温度值,并编写程序以触发警报系统。

5. 测试和优化:对体温监测器进行测试,根据测试结果进行必要的优化和改进。

结论该体温监测器设计具有高精度、便捷操作和实时监测的特点,能够准确测量并显示体温数据。

本设计的实施步骤包括硬件配置、编程开发、界面设计、警报系统和测试优化。

通过设计和实施这一体温监测器,可以有效帮助人们进行体温监测,提高疫情防控效果。

注:本文所述设计仅供参考,具体实施时需结合实际情况进行详细设计和调整。

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目录1 引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)2 温度显示器原理 (2)2.1温度显示器的设计方案 (2)2.2温度显示器的电路原理 (2)3 温度显示器的硬件设计 (3)3.1 DS18B20温度传感器的基本介绍 (3)3.1.1性能简述 (3)3.1.2 DS18B20温度传感器的存储器 (4)3.1.3 DS18B20存储器操作命令 (4)3.1.4 DS18B20的测温原理 (5)3.1.5 DS18B20使用时的注意事项 (6)3.1.6 DS18B20的外形和部结构 (6)3.2 AT89C2051单片机的基本介绍 (7)3.2.1 性能简述 (7)3.2.2 AT89C2051的引脚介绍如图所示。

(8)3.2.3AT89C2051的振荡器特性及芯片擦除 (9)3.2.4AT89C2051与AT89C51对比 (10)3.2.56 AT89C2051部结构 (11)4 温度显示器的软件设计 (12)5 测试 (15)5.1 测试容 (15)5.2 测试结果 (15)结论与展望 (16)致 (17)参考文献 (18)附录一 (19)附录二 (20)附录三 (22)1 引言1.1 课题背景温度控制器是对温度进行控制的开关设备。

在当今的社会中,越来越多的坏境需要对温度进行控制。

随着温控器应用领域和围的日益广泛,电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,如果说微型计算机的的出现使现代的科学研究得到了质的的飞跃,那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。

在现代社会中,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用作用也体现到了各个方面。

1.2 课题研究的目的和意义目的:培养学生综合运用所学知识,结合实际独立完成课题的工作能力;对学生的知识面、运用理论结合实际去处理问题的能力、实验能力进行考核。

意义:温度控制器是使用DS18B20集成温度传感器,七段数码管做显示,AT89C2051单片机做处理控制,电路简单。

该电路最大的特点是用可以直观方便的调节所要限定的温度值,温度值是用3个7段共阳极数码管显示的,上电后会显示当前的温度值,按设定键时会闪烁显示设定温度值,这时可以按上/下调节键调整设定温度值,再次按下设定键时返回当前温度显示同时会对设定温度值进行保存,这个设定值会保存在DS18B20中,掉电后也不会丢失,下次上电时,单片机会自动读入上次的温度设定值。

2 温度显示器原理2.1温度显示器的设计方案值,温度值是用3个7时会闪烁显示设定温度值,这时可以按上/下调节键调整设定温度值,再次按下设定键时返回当前温度显示同时会对设定温度值进行保存,这个设定值会保存在DS18B20中,掉电后也不会丢失,下次上电时,单片机会自动读入上次的温度设定值。

长按设定键为关闭显示和温控,再次按下时功能再次打开。

2.2温度显示器的电路原理制作中DS18B20使用外接电源的供电方式,数据端用4.7K电阻上拉,并联接到2051的11脚上。

晶振选用12M的,使用简单的上电复位电路。

选用共阳极的数码管,用S8550作位驱动,段引脚通过470欧的电限流电阻接入2051的P1口上,如选用的数码管亮度不足可以调小限流电阻值。

笔者也使用过共阴极的数码管,在P1口用1K电阻上拉提供电流,亮度不高,但可以节省三个位驱动IO脚,电路更是简单。

电路中有三个按键,分别是显示开关/温度设定,温度上调,温度下调,在电路上电运行时程序初始是处于关闭状态的,要按一下S1电路开始显示和监测,如再按一下S1进入温度设定状态,设定值每秒闪烁一次,这时可以按S2或S3进行调节,再按下S1时退回显示当前温度状态并保存温度值到DS18B20。

电路原理图3 温度显示器的硬件设计3.1 DS18B20温度传感器的基本介绍DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。

与传统的热敏电阻相比,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。

可以分别在93.75 ms和750 ms完成9位和12位的数字量,并且从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,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电源。

因而使用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、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果3.1.1性能简述(1)独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。

(2)测温围-55℃~+125℃,固有测温分辨率0.5℃。

(3)支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,最多只能并联8个,实现多点测温,如果数量过多,会使供电电源电压过低,从而造成信号传输的不稳定。

(4)工作电源: 3~5V/DC(5)在使用中不需要任何外围元件(6)测量结果以9~12位数字量方式串行传送(7)不锈钢保护管直径Φ6(8)适用于DN15~25, DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温(9)标准安装螺纹M10X1, M12X1.5, G1/2”任选(10)PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接。

3.1.2 DS18B20温度传感器的存储器DS18B20温度传感器的部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PPRAM,后者存放高温度和低温度触发器TH.T和结构寄存器。

暂存存储器包含了8个连续字节,前两个字节是测得的温度信息,第一个字节的容是温度的低八位,第二个字节是温度的高八位。

第三个和第四个字节是TH.TL的易失性拷贝,第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝,这三个字节的容在每一次上电复位时被刷新。

第六七八个字节用于部计算。

第九个字节是冗余检验字节,详见表中容。

3.1.3 DS18B20存储器操作命令3.1.4 DS18B20的测温原理低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1,高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变,所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入,图中还隐含着计数门,当计数门打开时,DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数,进而完成温度测量。

计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定,每次测量前,首先将-55 ℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中,减法计数器1和温度寄存器被预置在 -55 ℃ 所对应的一个基数值。

减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1,减法计数器1的预置将重新被装入,减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到减法计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度。

斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正减法计数器的预置值,只要计数门仍未关闭就重复上述过程,直至温度寄存器值达到被测温度值,这就是DS18B20的测温原理。

1.低温度系数振荡器是一个对频率随温度变化很小的振荡器,为计数器1提供频率稳定的技术脉冲。

2.高温度系数计数器是一个对频率对温度很敏感的振荡器,为计数器2提供了一个频率随温度变化的技术脉冲。

3.DS18B20部的低温度系数振荡器能产生稳定的频率信号;同样,高温系数振荡器则将被测温度转换成频率信号。

当计数门打开时,DS18B20进行计数,计数门打开时间高温度系数振荡器决定。

原理图如图2。

3.1.5 DS18B20使用时的注意事项根据DS18B20的通讯协议,主机控制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,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送ROM 指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。

复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待16~60微秒左右,后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。

DS18B20使用中注意事项,DS18B20虽然具有测温系统简单,测温精度高,连接方便,占用口线少等特点,但在实际应用中也应注意以下几方面的问题:(1)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS18B20与微处理器间采用串行数据传送,因此在对DS18B20进行读写编程时,必须严格的保证读写时序,否则将无法读取测温结果。

在使用PL/M,C等高级语言进行系统程序计时,对DS18B20最好采用汇编语言实现。

(2)在DS18B20的有关资料中均未提及单总线上所挂DS18B20数量问题,容易使人误认为可以挂任意多个DS18B20,在实际应用中并非如此。

当单总线上所挂DS18B20超过八个时,就需要解决微处理器的总线驱动问题,这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。

(3)连接DS18B20的总线电缆是有长度限制的。

试验中,当采用普通信号电缆传输长度超过50M时,读取的测温数据将发生错误。

当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时,正常通讯距离可达150M,当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时,正常通讯距离进一步加长。

这种情况主要是由总线分布电容使信号波产生畸变造成的。

因此,再用DS18B20进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。

(4)在DS18B20测温程序设计中,向DS18B20发出温度转换命令后,程序总要等待DS18B20的返回信号,程序进入死循环。

这一点在进行DS18B20硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。

测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线,其中一对线接地线与信号线,另一组姐VCC和地线,屏蔽层在源端单点接地。

3.1.6 DS18B20的外形和部结构DS18B20部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

DS18B20的外形及管脚排列如下图1:DS18B20引脚定义:(1)DQ为数字信号输入/输出端;(2)GND为电源地;(3)VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。

图1: DS18B20外形及引脚排列图图2: DS18B20部结构图3.2 AT89C2051单片机的基本介绍AT89C2051是由ATMEL公司推出的一种小型单片机。

95年出现在中国市场。

其主要特点为采用Flash存贮器技术,降低了制造成本,其软件、硬件与MCS-51完全兼容,可以很快被中国广大用户接受,其程序的电可擦写特性,使得开发与试验比较容易。

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