基于AT89C51单片机的实时温度测量系统的设计.docx

基于AT89C51单片机的实时温度测量系统的设计一、设计目的 1、更加深入地熟悉单片机内部的结构以及各部分工作过程。2、熟悉单片机的系统开发方法与步骤。3、熟悉Protuse仿真和Keil编程的使用。4、了解DS18B20的工作方式和过程。设计工具Protuse仿真软件，Keil编程软件数字温度传感器DS18B20DS18B20数字温度传感器是美国Dallas半导体公司生产的总线式智能数字温度传感器。功能和特点：独特的单线接口方式，它将地址线、数据线、控制线合为一根，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。测温范围－55℃～＋125℃，固有测温分辨率0.5℃。支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点测温。工作电源：3～5V/DC在使用中不需要任何外围元件。测量结果以9～12位数字量方式串行传送。用户可自设定非易失性的报警上下限值，报警有哪些信誉好的足球投注网站命令可以识别哪片DS18B20温度超限。序号名称引脚功能描述1GND地信号。2DQ数据输入/输出引脚。3VDD可选择的VDD引脚。一般接3V-5V8、DS18B20的应用电路DS18B20测温系统具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。下面就是DS18B20几个不同应用方式下的测温电路图：8.1、DS18B20寄生电源供电方式电路图如下面图4所示，在寄生电源供电方式下，DS18B20从单线信号线上汲取能量　　独特的寄生电源方式有三个好处：　　1）进行远距离测温时，无需本地电源　　2）可以在没有常规电源的条件下读取ROM 　　3）电路更加简洁，仅用一根I/O口实现测温　　要想使DS18B20进行精确的温度转换，I/O线必须保证在温度转换期间提供足够的能量，只靠4.7K上拉电阻就无法提供足够的能量，会造成无法转换温度或温度误差极大。因此，图4电路只适应于单一温度传感器测温情况下使用，不适宜采用电池供电系统，并且工作电源VCC必须保证在5V。8.2、DS18B20寄生电源强上拉供电方式电路图改进的寄生电源供电方式如下面图5所示，为了使DS18B20在动态转换周期中获得足够的电流供应，当进行温度转换或拷贝到 E2存储器操作时，用MOSFET把I/O线直接拉到VCC就可提供足够的电流，在发出任何涉及到拷贝到E2存储器或启动温度转换的指令后，必须在最多10μS内把I/O线转换到强上拉状态。在强上拉方式下可以解决电流供应不走的问题，因此也适合于多点测温应用，缺点就是要多占用一根I/O口线进行强上拉切换。　　注意：在图4和图5寄生电源供电方式中，DS18B20的VDD引脚必须接地　　　　8.3、DS18B20的外部电源供电方式在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上理论可以挂接任意多DS18B20传感器，组成多点测温系统。注意：在外部供电的方式下，DS18B20的GND引脚不能悬空，否则不能转换温度，读取的温度总是85℃。8.4、DS28B20芯片 ROM指令表：Read ROM（读ROM）[33H]这个命令允许总线控制器读到DS18B20的64位ROM。只有当总线上只存在一个 DS18B20的时候才可以使用此指令，如果挂接不只一个，当通信时将会发生数据冲突。Match ROM（指定匹配芯片）[55H] 这个指令后面紧跟着由控制器发出了64位序列号，当总线上有多只 DS18B20时，只有与控制发出的序列号相同的芯片才可以做出反应，其它芯片将等待下一次复位。这条指令适应单芯片和多芯片挂接。Skip ROM（跳跃ROM指令）[CCH] 这条指令使芯片不对ROM编码做出反应，在单总线的情况之下，为了节省时间则可以选用此指令。如果在多芯片挂接时使用此指令将会出现数据冲突，导致错误出现。Search ROM（有哪些信誉好的足球投注网站芯片）[F0H] 在芯片初始化后，有哪些信誉好的足球投注网站指令允许总线上挂接多芯片时用排除法识别所有器件的64位ROM。Alarm Search （报警芯片有哪些信誉好的足球投注网站）[ECH]在多芯片挂接的情况下，报警芯片有哪些信誉好的足球投注网站指令只对附合温度高于TH或小于 TL 报警条件的芯片做出反应。只要芯片不掉电，报警状态将被保持，直到再一次测得温度达不到报警条件为止。8.5、DS28B20芯片存储器操作指令表：Write Scratchpad （向RAM中写数据）[4EH]这是向RAM中写入数据的指令，随后写入的两个字节的数据将会被存到地址2（报警RAM之TH）和地址3 （报警 RAM之TL ）。写入过程中可以用复位信号中止写入。Read Scratchpad （从RAM中读数据）[BEH]此指令将从RAM中读数据，读地址从地址0 开始，一直可以读到地址