基于数字温度传感器的数字温度计教材

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基于数字温度传感器的数字温度计 课程设计

基于数字温度传感器的数字温度计  课程设计

基于数字温度传感器的数字温度计课程设计西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级 10级电子信息工程2班课程单片机原理与接口技术题目基于数字温度传感器的数字温度计学号 ***********学生姓名李斌指导教师魏坤2013年11月西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书学生姓名专业班级学号指导教师职称教研室课程题目任务与要求该页由教师提供请装订时务必打印出来开始日期完成日期年月日目录设计目的 (4)设计任务和要求 (4)总体设计方案 (4)功能模块设计与分析 (9)电路的安装与调试 (11)实验仪器及元器件清单 (11)心得体会 (11)附录一系统电路图…………………………………16一、设计目的本设计以AT89S52单片机(海翔HX-V2开发板)为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。

温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。

文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、数码管扫描电路,显示电路。

单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度的采集,量化,输出,显示的目的。

文中还着重介绍了软、硬件设计及C语言实现部分,在这里采用模块化编程结构。

主要模块有:端口定义程序、函数定义及主函数程序、定时器中断程序、延时函数程序、DS18B20初始化定义程序。

通过本次课程设计,更加深对51单片机的了解,进一步加深我们对51单片机解决实际问题的工作能力。

二、设计要求和任务利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。

利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。

其温度测量范围为-55 0C~125 0C,精确到0.5 0C。

数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。

设计要求(1) 根据设计任务要求给出实现原理及具体实现方案;(2) 给出电路设计的具体电路,编写出相应的温度采集显示程序;(3) 通过相应软件进行调试,给出调试结果,并进行相应分析;(4) 论文要求思路清晰,结构合理,语言流畅,书写格式符合要求。

数字温度计课设指导书

数字温度计课设指导书

基于单片机的数字温度计设计及仿真
指导书
一、设计内容
1、熟悉利用单片机进行系统设计的开发过程。

2、利用数字温度传感器测量温度。

3、测量范围为-55℃~+99℃,精度为±0.5℃。

4、用LCD液晶显示器显示实际温度。

5、能够根据需要设定上下限报警温度。

6、在Proteus下对系统进行仿真。

二、设计方案(可供参考)
参考方案如图所示。

该系统以单片机为核心控制器,外围电路主要包括测温电路、显示电路、报警温度设置电路、报警电路及时钟电路和复位电路。

首先,通过测温电路将采集到的温度信号转换成与温度值成正比的数字信号;然后,将该数字信号送入单片机处理,由单片机将处理结果输出,驱动显示电路显示当前的温度值。

可通过报警温度设置电路利用键盘设置报警温度,当达到报警温度上下限时,报警电路发出报警声。

三、设计进度
第1天:搜集有关资料,进行方案设计,画出总体设计框图。

第2天:进行系统硬件设计,画出总体电路图。

第3天:进行系统软件设计,并对系统进行仿真。

第4天:撰写设计说明书.
第5天:上交设计说明书,准备进行课设考核。

四、成绩评定
本次设计要求每人所设计的内容不同,如若相同则不予考核。

指导教师:李雅莉 2014.6.20。

单片机课程设计基于数字温度传感器的数字温度计课程设计报告书

单片机课程设计基于数字温度传感器的数字温度计课程设计报告书

《单片机原理及应用》课程设计报告书课题名称基于数字温度传感器的数字温度计姓名学号专业指导教师机电与控制工程学院年月日填写说明1、正文部分:(1)标题与正文格式定义标准如下:一级标题:1.标题1二级标题:1.1标题2三级标题:1.1.1标题3四级标题:1.1.1.1标题4(2)表格:尽可能采用三线表。

(3)图形:直接插入的插图应有图标、图号,不能直接插入的图应留出插图空位。

图中文字、符号书写要清楚,并与正文一致。

(4)文字表述:要求层次清楚,语言流畅,语句通顺,无语法和逻辑错误,无错字、别字、漏字。

文字的表述应当以科学语言描述研究过程和研究结果,不要以口语化的方式表达,报告中科技术语和名词应符合规定的通用词语,并使用法定计量单位和标准符号。

2、参考文献:(1)数量要求:参考文献只选择最主要的列入,应不低于5种。

(2)种类要求:参考文献的引用,可以是著作[M]、论文[J]、专利文献[P]、会议论文等。

(3)文献著录格式及示例。

参考文献用宋体五号字。

[1] 作者. 书名[M]. 版次. 出版地: 出版者, 出版年: 起止页码(著作图书文献)[2] 作者. 文章名[J]. 学术刊物名称. 年. 卷(期): 起止页码(学术刊物文献)示例: [1]王社国,建光。

基于ARM的嵌入式语音识别系统研究[J]。

微计算机信息,2007,2-2:149-150.3、附录或附件:(可选项)重要的测试结果、图表、设计图纸、源程序代码、大量的公式、符号、照片等不宜放入正文中的可以附录形式出现。

4、如果需要可另行附页粘贴。

任务书1. 设计要求利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。

利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。

其温度测量围为−55℃~125℃,精确到0.5℃。

数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。

单片机课程设计 基于数字温度传感器的数字温度计报告

单片机课程设计  基于数字温度传感器的数字温度计报告

《单片机原理及应用》课程设计报告书课题名称基于数字温度传感器的数字温度计姓名学号专业指导教师机电与控制工程学院年月日填写说明1、正文部分:(1)标题与正文格式定义标准如下:一级标题:1.标题1二级标题:1.1标题2三级标题:1.1.1标题3四级标题:1.1.1.1标题4(2)表格:尽可能采用三线表。

(3)图形:直接插入的插图应有图标、图号,不能直接插入的图应留出插图空位。

图中文字、符号书写要清楚,并与正文一致。

(4)文字表述:要求层次清楚,语言流畅,语句通顺,无语法和逻辑错误,无错字、别字、漏字。

文字的表述应当以科学语言描述研究过程和研究结果,不要以口语化的方式表达,报告中科技术语和名词应符合规定的通用词语,并使用法定计量单位和标准符号。

2、参考文献:(1)数量要求:参考文献只选择最主要的列入,应不低于5种。

(2)种类要求:参考文献的引用,可以是著作[M]、论文[J]、专利文献[P]、会议论文等。

(3)文献著录格式及示例。

参考文献用宋体五号字。

[1] 作者. 书名[M]. 版次. 出版地: 出版者, 出版年: 起止页码(著作图书文献)[2] 作者. 文章名[J]. 学术刊物名称. 年. 卷(期): 起止页码(学术刊物文献)示例:[1]王社国,赵建光。

基于ARM的嵌入式语音识别系统研究 [J]。

微计算机信息,2007,2-2:149-150.3、附录或附件:(可选项)重要的测试结果、图表、设计图纸、源程序代码、大量的公式、符号、照片等不宜放入正文中的可以附录形式出现。

4、如果需要可另行附页粘贴。

任务书1. 设计要求利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。

利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。

其温度测量范围为−55℃~125℃,精确到0.5℃。

数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。

基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计

基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计

基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器的数字温度计设计。

我们将详细介绍如何利用这两种核心组件,结合适当的硬件电路设计和软件编程,实现一个能够准确测量和显示温度的数字温度计。

This article aims to explore the design of a digital thermometer based on AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor. We will provide a detailed introduction on how to utilize these two core components, combined with appropriate hardware circuit design and software programming, to achieve a digital thermometer that can accurately measure and display temperature.我们将对AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器进行简要介绍,包括它们的工作原理、主要特性和适用场景。

然后,我们将详细阐述硬件电路的设计,包括微控制器与温度传感器的连接方式、电源电路、显示电路等。

We will provide a brief introduction to the AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor, including their working principles, main characteristics, and applicable scenarios. Then, we will elaborate on the hardware circuit design, including the connection method between the microcontroller and temperature sensor, power circuit, display circuit, etc.在软件编程方面,我们将介绍如何使用C语言对AT89C51微控制器进行编程,实现温度数据的读取、处理和显示。

基于数字温度传感器的数字温度计

基于数字温度传感器的数字温度计

目录一、设计任务和要求1.1 基本功能1.2 课程设计的内容1.3 课程设计的要求和指标二、总体电路设计2.1 总体电路的设计2.2 芯片DS18B20的说明2.3 液晶显示器1602LCD的说明2.4 电路的说明三、系统程序的设计四、总结4.1 实验过程遇到的问题4.2 实物效果图五、实物效果图1、设计任务与要求1.1基本功能●该课程设计基本思路是基于单片机AT89C52和1602LCD与DS18B20,使得期间可以测得周围环境的温度并在LCD上显示出该温度值,在自主设计的系统中,如果该温度超出设定的范围,就会引起蜂鸣器的发声来通知工作人员。

●在这一课题中,可以利用K1、K2、K3三个已设置功能的开关,在K1按下的情况下可以对温度范围进行调整,按一下K2使得温度的上限增加一摄氏度,按一下K3能使温度下限减少一摄氏度。

1.2课程设计的内容主要采用AT89C52芯片来制造一个用来测试环境温度的仪器。

1)编写程序并调试好的程序固化到单片机中。

2)设计并绘制硬件电路图。

3)绘制PCB板图(条件许可的话可进行PCB板的制造)并焊好元器件。

4)连接好并检查,使其能实现预定的功能。

1.3 课程设计的要求与指标1)控制模块为AT89C52,完成设计要简单。

2)利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在1602LCD上显示相应的温度值。

3)其温度测量范围为−55℃~125℃,精确到0.5℃。

4) 用蜂鸣器设置警告音。

2、总体电路设计2.1LCD与AT89C52的连接,(如图一所示)将LCD的D0~D7引脚分别与单片机的P0.1~P0.7相连,使LCD能接受来自单片机的信号。

图一2.2芯片DS18B20的说明美国Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820 是世界上第一片支持 "一线总线"接口的温度传感器,在其内部使用了在板(ON-B0ARD)专利技术。

全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。

基于温度传感器的数字温度计.

基于温度传感器的数字温度计.

华东交通大学电子测量传感器设计报告报告题目:基于温度传感器的数字温度计作者姓名:专业班级:学号:指导老师:时间:2013~2014学年第一学期摘要温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同, 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。

这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。

传统的继电器调温电路简单实用,但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。

控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。

采用数字温度传感器DS18B20,因其内部集成了A/D转换器,使得电路结构更加简单,而且减少了温度测量转换时的精度损失,使得测量温度更加精确。

数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信,大大减少了接线的麻烦,使得单片机更加具有扩展性。

由于DS18B20芯片的小型化,更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接,故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头,探入到狭小的地方,增加了实用性。

更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。

本文主要介绍了一个基于89C51单片机和DS18B20的测温系统,详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程,重点对传感器在单片机下的硬件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示,并可根据需要任意设定上下限报警温度,适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量。

关键词:AT89C51单片机、温度传感器DS18B20AbstractTemperature control system is widely applied in various fields of social life, such as household appliances, automobiles, materials, power electronics, the commonly usedcontrol circuit according to the applications and the required performance indicators is different, in the industrial enterprise, how to improve the performance of the temperature control object has been control personnel and the on-site technical personnel to solve the problem. This kind of control object inertia big, serious lag phenomenon, there are many uncertain factors, it is difficult to establish accurate mathematical model, which can lead to poor performance control system, and even control instability, out of control phenomenon. The traditional relay thermal control circuit is simple and practical, but because the relay action is frequent, it may affect by bad contact of the normal work. Control field is a large number of traditional PID control method, but model of PID control object is difficult to establish, and when the disturbance factors is not clear, inconvenient parameter adjustment is still a common problem.With digital temperature sensor DS18B20, because of its internal integration A/D converter, make the circuit structure more simple, and reduce the precision of temperature measurement conversion loss, make more accurate temperature measurement. Digital temperature sensor DS18B20 a pin can only communicate with MCU, greatly reducing the wiring trouble, this is more extensibility. Due to the miniaturization of DS18B20 chips, more can and main circuit can jump through single cable connection, therefore, can make digital temperature sensor DS18B20 a probe, into a narrow place, increases the practicability. Better combination of multiple digital temperature sensor DS18B20 is used to detect the range of temperature.This paper mainly introduces a temperature measurement system based on 89 c51 MCU and DS18b20, describes in detail using digital temperature sensor DS18b20 temperature measurement and control system in the development process, focusing on sensor under the single chip microcomputer hardware connection, software programming and the flow diagram of each module system has carried on the detailed analysis, the system can easily realize temperature acquisition and display, and can use either set the upper and lower alarm temperature, suitable for our daily life and temperature measurement in industrial and agricultural production.[Keywords] STC89C52 microcontroller、DS18B20目录摘要 (1)一、工作原理 (4)二、设计方案 (4)三、单片机 (5)四、温度传感器 (7)五、显示模块和报警模块 (8)1、报警模块 (8)2、温度显示模块 (9)六、C语言程序和注解 (9)七、仿真图 (15)1、整体仿真图 (16)2、各仿真模块 (17)八、总结 (17)九、参考文献 (18)一、工作原理采用数字温度芯片DS18B20 测量温度,输出信号全数字化。

基于数字温度传感器的数字温度计

基于数字温度传感器的数字温度计

黄河科技学院《单片机应用技术》课程设计题目:基于数字温度传感器的数字温度计*名:**院(系):工学院专业班级:学号:指导教师:黄河科技学院课程设计任务书工学院机械系机械设计制造及其自动化专业S13 级 1 班学号1303050025 姓名时鹏指导教师朱煜钰题目:基于数字温度传感器的数字温度计设计课程:单片机应用技术课程设计课程设计时间2014年10月27 日至2014年11 月10 日共2 周课程设计工作内容与基本要求(设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)(纸张不够可加页)课程设计任务书及摘要一、课程设计题目:基于数字温度传感器的数字温度计二、课程设计要求利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。

利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。

其温度测量范围为-55℃~125℃,精确到0.5℃。

数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,温度传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。

三、课程设计摘要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。

本文结合实际使用经验,介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程,并给出了软件流程图。

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ATMEL公司的AT89C51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。

四、关键字:单片机温度测量DS18B20 数字温度传感器AT89C51目录绪论 (3)1.原理介绍 (4)1.1总体设计方案 (4)1.2主控制部分 (4)1.3总体设计框图 (4)2.硬件电路 (5)2.1 硬件电路预览 (5)2.2 DS18B20介绍 (5)2.3 AT89C51介绍 (8)2.4 数码管介绍 (10)3.程序设计 (11)3.1 程序流程图 (11)3.2 程序清单 (12)4.仿真效果图 (16)5.结论与总结 (18)绪论随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便一是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,腰围现代人工作、科研、生活提供更好更方便的设施就需要从单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。

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黄河科技学院《单片机应用技术》课程设计题目:基于数字温度传感器的数字温度计姓名:时鹏院(系):工学院专业班级:学号:指导教师:黄河科技学院课程设计任务书工学院机械系机械设计制造及其自动化专业S13 级 1 班学号1303050025 姓名时鹏指导教师朱煜钰题目:基于数字温度传感器的数字温度计设计课程:单片机应用技术课程设计课程设计时间 2014年10月27 日至2014年11 月10 日共 2 周课程设计工作内容与基本要求(设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)(纸张不够可加页)课程设计任务书及摘要一、课程设计题目:基于数字温度传感器的数字温度计二、课程设计要求利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。

利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。

其温度测量范围为-55℃~125℃,精确到0.5℃。

数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,温度传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。

三、课程设计摘要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。

本文结合实际使用经验,介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程,并给出了软件流程图。

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ATMEL公司的AT89C51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。

四、关键字:单片机温度测量 DS18B20 数字温度传感器 AT89C51目录绪论 (3)1.原理介绍 (4)1.1总体设计方案 (4)1.2主控制部分 (4)1.3总体设计框图 (4)2.硬件电路 (5)2.1 硬件电路预览 (5)2.2 DS18B20介绍 (5)2.3 AT89C51介绍 (8)2.4 数码管介绍 (10)3.程序设计 (11)3.1 程序流程图 (11)3.2 程序清单 (12)4.仿真效果图 (16)5.结论与总结 (18)绪论随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便一是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,腰围现代人工作、科研、生活提供更好更方便的设施就需要从单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。

随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研等各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,在工、农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要的地位。

首先了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域:消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用,医疗与健诊的温度测试,化工、机械等设备温度过热检测。

由此可见,温度检测系统应用十分广阔。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,该设计控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。

本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内报警。

1.原理介绍1.1总体设计方案总体设计方案采用AT89C51单片机作控制器,温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计,系统由3个模块组成:主控制器、测温电路及显示电路。

主控制器由单片机AT89C51实现,测温电路由温度传感器DS18B20实现,显示电路由4位LED数码管直读显示。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机A T89C51,测温传感器使用DS18B20,用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。

1.2主控制部分本设计采用AT89C51八位单片机实现。

单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。

而且体积小,硬件实现简单,安装方便。

既可以单独对多DS18B20控制工作,还可以与PC机通信.运用主从分布式思想,由一台上位机(PC微型计算机),下位机(单片机)多点温度数据采集,组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统,实现远程控制。

另外AT89C51在工业控制上也有着广泛的应用,编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。

系统采用针对传统温度测温系统测温点少,系统兼容性及扩展性较差的特点,运用分布式通讯的思想。

设计一种可以用于大规模多点温度测量的巡回检测系统。

该系统采用的是RS-232串行通讯的标准,通过下位机(单片机)进行现场的温度采集,温度数据既可以由下位机模块实时显示,也可以送回上位机进行数据处理,具有巡检速度快,扩展性好,成本低的特点。

1.3总体设计框图控制器采用单片机AT89C51,温度传感器采用DS18B20,用4位LED数码管显示温度。

总体设计框图如图1-1所示。

图1.1 总设计框图2.硬件电路2.1硬件电路预览图2.1 总电路2.2 DS18B20介绍DS18B20是由美国DALLAS半导体公司研制的一款数字温度传感器,与一般的热敏电阻相比,它能够直接检测出被测温度并且可根据实际的要求通过简单的编程实现9~12位的数字读取方式。

DS18B20采用独特的单总线接口方式,只需一根线与单片机直接连接便可实现数据的读写操作,简化了分布式温度传感网络的应用。

DS18B20数字温度传感器的优点是结构简单,耐磨耐碰,体积较小,使用方便,与传统温度传感器相比测量精度较高,其抗干扰能力强,封装形式也有很多种,可以根据不同的应用场合而选择不同形式的封装。

因此,本系统选择DS18B20作为系统温度传感器,可以简化系统结构,使测量方便、可靠,同时DS18B20的价格也比较便宜。

DS18B20有以下优点:(1)单总线接口方式:DS18B20与单片机联接只需一根数据总线便能完成数据的全双工通信。

(2)在使用时不需要外围元器件。

(3)DS18B20工作电压范围宽,可工作于3.0 V~5.5V,可以由数据线直接供电,不需要外部电源。

(4)测温范围为:-55℃~+125℃,可以满足一般的生产生活需要,测温分辨率0.5℃(5)可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃,可实现高精度测温。

(6)DS18B20支持多传感器组成测温网功能,可以由单片机引出的一条总线上并联多个温度传感器以实现多点组网测温。

DS18B20的封装有很多种,最常见的是TO-92封装,它的管脚说明如图所示。

其封装结构共有三个引脚,分别为电源引脚(VCC),数据线引脚(DQ)和接地引脚(GND)。

图2.2 DS18B20的TO-92封装DS18B20的内部结构如图所示。

图2.3 DS18B20的内部结构图从图中我们可以看出,DS18B20数字温度传感器主要由四部分组成:64位ROM只读存储器、温度传感器、高低温度触发器TH和TL、配置寄存器。

DS18B20的管脚排列如图2.3所示,其中DQ为数字信号I/O口;GND为电源地,需要与单片机共地;VDD为外接电源输入端。

每个DS18B20的ROM都有不同64位序列号,其序列号是出厂前被光刻好的,不可更改,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。

64位ROM的排循环冗余校验码是CRC=X8+X5+X4+1。

ROM序列号的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上并联多个DS18B20实现多点组网测温的目的。

温度的测量由DS18B20中的温度传感器完成,并将检测到的温度用16位带符号扩展的二进制补码读数形式由数据总线传出,以0.0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位。

例如+125℃的数字输出为07D0H,+25.0625℃的数字输出为0191H,-25.0625℃的数字输出为FF6FH,-55℃的数字输出为FC90H。

高速暂存器是一个9字节的随机存储器。

开始低位两个字节包含被测温度的数字量信息;第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝,每一次上电复位时被重置;第6、7、8字节未用,默认为全逻辑1;第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码,可用来保证通信正确。

DS18B20在使用中的注意事项。

DS18B20虽然具有测温电路简单、测温精度较高、连接方便、占用I/O端口线少等优点,在实际应用中应注意以下几个问题:(1)简单的硬件电路需要相对复杂的软件进行编辑,DS18B20与单片机间采用串行数据传送,因此,在对DS18B20进行读取和写入编程时,必须严格保证读写时序,否则将无法读取测温结果。

(2)在实际应用中,当单总线上所挂DS18B20最好不要超过8个,否则,就需要解决单片机的总线驱动问题。

(3)连接DS18B20的总线电路是有长度限制的。

当采用普通信号电缆传输数据,且电缆长度超过50M时,读取的测温数据会因为有外界的干扰而发生错误。

而将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时,正常通信距离最远可达150M。

因此,在用DS18B20进行长距离测温系统设计时,需要解决总线分布电容的阻抗匹配问题。

(4)在DS18B20测温程序设计中,向DS18B20发出温度转换命令后,程序需要等待DS18B20的返回信号。

实际应用中难免出现某个DS18B20断线问题,当程序需要读该DS18B20时,将没有返回信号,程序将进入死循环。

测温电缆最好采用带屏蔽4芯双绞线,其中一对线接地线与信号线,另一组接电源线和地线,屏蔽层在源端单点接地。

2.3 AT89C51介绍MCS-51单片机是指由美国英特尔公司生产的一系列单片机的总称,这一系列单片机包括很多种,如8031、8032、8051、8052、8752等。

其中8051是最早研制的且最具典型性的产品,而该系列其他单片机都是以8051为基础发展起来的,与8051的基本结构和软件特征相似。

8051单片机包含微型计算机所必须具备的基本功能部件,各部件相互独立地集成在同一块芯片上。

8051基本功能特性如下:(1)8位CPU;(2)四个8位并行I/O端口;(3)4KB程序存储器(ROM),外部可扩充至64KB;(4)128B数据存储器(RAM),外部可扩充至64KB;(5)两个16位定时/计数器;(6)5个中断源;(7)全双工的串行通信口;(8)具有布尔运算能力;标准的8051单片机有几种不同的封装形式。

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