DS18B2089C52数字温度计的设计.pptVIP

DS18B20数字温度计的设计 指导老师：王 新 勇 班 级： 电信本052 答辩学生： 张 霞 设计简述 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。 测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了3个阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向发展。在此以智能集成温度传感器DS18B20为例 ，介绍DS18B20数字温度计的设计。 设计任务及具体要求 一、设计任务： 设计一个以单片机为核心的温度测量系统 。 二、 具体要求： （1）测量温度值精度为±1℃。 （2）系统允许的误差范围为1℃以内。 （3）系统可由用户预设温度值，测温范围为－55 ℃ ～＋125℃。 （4）超出预置值时系统会自动报警，即发光二极管亮。 （5）系统具有数码显示功能，能实时显示设定温度值和测得的实际温度值。 设计方案分析 分析： 在日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热点阻。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，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。 而采用智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为－55 ℃ ～125 ℃ ，最大分辨率可达0.0625℃。DS18B20可以直接读出被测温度值，采用3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。 按照系统设计功能的要求，确定系统由5个模块组成：主控器AT89C52，测温电路DS18B20，报警电路，按键电路及驱动显示电路。总体电路框图如右图1所示。 1.主控制电路和测温控制电路的设计  主控制电路由AT89C52及外围元件构成，测温电路由DS18B20、预置数电路和报警电路组成。AT89C52是此硬件电路设计的核心，通过AT89C52的管脚P3.7与DS18B20相连，控制温度的读出和显示。预置数电路由两个按键和两个数码管组成，两个按键分别与AT89C52的管脚P3.2和P3.6相连。报警电路很简单，只有一个发光二极管，与AT89C52的P3.0管脚相连，若实际测量的温度值大于预置温度值，则发光二极管亮，即为报警标志。硬件电路的功能都是与软件编程相结合而实现的。具体电路原理图如右图2所示。 2. 驱动电路模块原理图 驱动电路由ULN2803A组成，通过网络标号P20-P27与单片机P2口相连，通过网络标号C0-C7与显示电路八个共阴极数码管相连，实现位控制功能。具体驱动电路原理图如右图3所示。 3.显示电路模块原理图（1） 采用动态显示方案，设计中使用八个共阴极数码管作为显示载体，通过八路并口传输，共使用了十六个I/O口，具体连接如表1所示。 3.显示电路模块原理图（2） 显示电路由八位共阴极的数码管组成，通过网络标号A、B、C、D、E、F、G、DP等与AT89C52的P1口相连，由八个136欧的电阻驱动，实现段控制功能。通过网络标号C0-C7与驱动芯片ULN2803A相连，以此为桥梁与AT89C52相连，实现位控制功能。具体电路图如图4所示。 4.整体原理图 5.1 主程序流程图 5.2 测温流程图 由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作按时序进行。 DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。 5.3 报警电路流程图 6.1 DS18B20简介 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距