单片机DS18B20水温控制系统设计【荐】.pdf

电子世家网址导航： －－－电子信息行业导航网站，电子技术工程师的上网主页! 单片机DS18B20 水温控制系统设计 一．引言 在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN 结测温电路经过 相应的信号调理电路，转换成A ／D 转换器能接收的模拟量，再经过采样／保持 电路进行A ／D 转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。但是由 于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。本文介绍单 片机结合DS18B20 水温控制系统设计，因此，本系统用一种新型的可编程温度传 感器（DS18B20 ），不需复杂的信号调理电路和A ／D 转换电路能直接与单片机完 成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。 目录 一．引言... 二．设计目的... 三．系统功能... 四．系统设备... 五．温度控制总体方案与原理... 1．系统模块图... 2 ．系统模块总关系图... 六．温度转换核心及其算法... 1.温度传感器DS18B20 原理与特性... DSl8B20 的管脚及特点... DS18B20 的内部结构... 电子世家网址导航： －－－电子信息行业导航网站，电子技术工程师的上网主页! DS18B20 的内存结构... DS18B20 的测温功能... DSl820 工作过程中的协议... 温度传感器与单片机通讯时序... 2.温度转换算法及分析... 七．硬件设计说明... 1．系统总体电路图... 2 ．各个模块电路图... 输入系统... 输出系统... 芯片系统... 八．软件设计说明... 1．总模块的流程图... 2 ．各个模块的流程图... 读取温度DS18B20 模块的流程... 键盘扫描处理流程... 九．操作指引... 按键功能... 显示温度... 电子世家网址导航： －－－电子信息行业导航网站，电子技术工程师的上网主页! 设定温度... 十．参考文献... 程序源代码... 二．设计目的 设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1 升净水，容器为搪瓷器皿。水 温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持 设定的温度基本不变。 利用单片机AT89S52 实现水温的智能控制，使水温能够在40-90 度之间实现控制 温度调节。利用仪器读出水温，并在此基础上将水温调节到我们通过键盘输入的 温度（其方式是加热或降温），而且能够将温度显示在我们的七段发光二极管板 上。 三．系统功能 1. 可以对温度进行自由设定，到那时必须在0 －100 摄氏度单位内，设定时可以适 时的显示说设定的温度值，温度是可以自由设置的，传感器的检测值与设定的温 度比较，可以显示在七段发光二极管上。 2. 温度由 1 台1000w 电炉来实现，如果温度不在40 －90 度之间，则在LED 上显 示“8888”,表示错误。 3. 能够保持不间断显示水温，显示位数4 位，分别为百位，个位，十位，和小数 位。（但由于规定不超过90 度，所以百位也就没有实现，默认的百位是不显示的） 四．系统设备 ME300B 最小系统板 DS18B20 数字温度传感器（集成了A/D 转换功能） 1000W 电炉 温度计 继电器 电子世家网址导航： －－－电子信息行业导航网站，电子技术工程师的上网主页! 风扇 盛水器皿 六．温度转换核心及其算法 1.温度传感器 DS18B20 原理与特性本系统采用了 DS18B20 单总线可编程温度传感器,来实现对温度的采集和转换，大大简化了电路 的复杂度，以及算法的要求。首先先来介绍一下DS18B20 这块传感器的特性及其 功能: DSl8B20 的管脚及特点 DS18B20 可编程温度传感器有3 个管脚。(如图：1) GND 为接地线，DQ 为数据输入输出接口，通过一个较弱的上拉电阻与单片机相 连。VDD 为电源接口，既可由数据线提供电源，又可由外部提供电源，范围3 ．O～ 5 ．5 V 。本文使用外部电源供电。主要特点有： 1. 用户可自设定报警上下限温度 值。 2. 不需要外部组件，能测量－55～+125 ℃ 范围内的温度。 3. －10℃ ~ +85 ℃ 范围内的测温准确度为±0 ．5℃ 。 4. 通过编程可实现