基于单片机温度检测系统设计1.doc

1绪论 在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。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，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。 我们采用美国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，温度范围为-55至125 oC,最高分辨率可达0.0625 oC。DS18B20可以直接读出北侧温度值，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。 本设计的一种温度控制系统，用STC89C52单片机作为温控器，选用DS18B20数字温度传感器，测量范围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，可任意设置上下限报警温度，采用数码管实时显示温度，通过串口利用单片机与上位机的通信，对温度进行采集、数据处理和控制。 2 设计要求 内容及要求： 研究单片机的温度监控系统，可以在PC机端实时监控系统温度，并根据当前的温度值对单片机系统进行控制。利用VB编制PC示例程序或采用串口助手在PC机上显示。 主要技术指标： （1）、温度测量范围0-70℃； （2）、可以设置温度报警的上、下限； （3）、提供单片机按键控制温度上下限； （4）、PC机软件实现对温度数据分析、统计和处理。 3温度监控系统的设计原理 3.1 系统原理 系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。 主控制器 单片机STC89C51 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能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二节电池供电。晶振采用12MHZ。复位电路采用上电加按钮复位。 显示电路 显示电路采用4 位共阳极LED 数码管，P0 口由上拉电阻提高驱动能力，作为段码输出并作为数码管的驱动。P2 口的低四位作为数码管的位选端。采用动态扫描的方式显示。 温度传感器 DS18B20 温度传感器是美国DALLAS 半导体公司必威体育精装版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位的数字值读数方式 报警温度调整按键 本系统设计三个按键，采用查询方式，一个用于选择切换设置报警温度和当前温度，另外两个分别用于设置报警温度的加和减。均采用软件消抖。 3.2 DS18B20 DS18B20主要由寄生电源、温度传感器、64位串行ROM单线接口、存储中间数据的高速暂存器(内含便笺式RAM)、用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余检验码(CRC)发生器部分。 DS18B20管脚排列如图3-1所示。 图3-1 DS18B20的引脚图 本设计使用的是三引脚的产品。其中，1号引脚接地，2号引脚接数据端，3号引脚接电源。 DS18B20的主要特点 数字型智能温度传感器有以下主要特点： 适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电 。 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。 DS18B20 支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的单总线上，实现组网多点测温 。 DS18B20 在使用中不需要任何外围元件，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 。 温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃ 。 温度分辨力可编程。DS18B20的数字温度输出可进行9～12位编程。 在实际应用时，需要在分辨力与转换时间两者之间权衡考虑。当DS18B20工作在12位分辨力时，温度与数字输出的对应关系见表3.1。 测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给 CPU，同时可传送 CRC 校验码，具有极强的抗干扰纠错能力 。 表3-1 DS18B20输出数据与温度的对应关系 温度/℃ 数字输出（二进制） 数字输出（十六进制） +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H +25.0625 0000 0001 1001 0001 0191H +10.125 0000 0001 1010 0010 00A2H +0.5 0000 0001 1010 1000 0008H 0 0000 0000 0000 0000 0000H -10.125 1111 1111 0101 1110 FF5EH -25.0625 1111 1110 0101 1111 FE6FH -55 1111 110