C51单片机字温度计设计制作.ppt

C51单片机数字式温度计设计与制作 第一部分 实际应用 温度是工农业生产中最常用的参数之一。近年来，随着家用电 器、日用装置的自动化、无公害、节能运动的日益发展，特别是 微控制器的应用，对各类传感器的需求更是大量增加，在30多种 常用物理量的测量传感器中，对温度传感器的需要量占首位，大 约占50%左右。 如果按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类，一类是接 触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。接触式温度传感 器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流 原理达到热平衡，这是温度计的是指极为被测对象的温度。这种 测温方法精度比较高，但对于运动的、热容量比较小的、或对感 温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大误差。非接触 测温的测温原件与被测对象互不接触。最常用的是根据辐射热交 换原理制成的传感器。 第二部分 项目成果展示 数字式温度计设计与制作 1.任务 为某温室大棚设计一个数字式温度计，以便当棚内温度变化时，能及时提醒工作人员进行处理，保证温室温度变化在较小范围。 2.要求 （1）能实现温度数据的采集与记录。 （2）能实现各测量值的显示，精度为0.1℃，温度范围不超过±55℃。 （3）能实现上下限报警。 第三部分 基本功能设计 具体功能如下： 温度检测：系统能够实时检测大棚温度，温度分辨率为0.1℃，温度范围为-55℃～+55℃。 温度显示：系统能实时显示大棚温度值，显示到小数点后一位。在设置上、下限报警时，显示上下限提醒标志。 温度报警：系统能够设置大棚温度范围，当棚内温度超出设定范围时发生报警。 报警设置：系统能够设置上、下限报警温度值，设定精度为0.1℃。 知识要点： （1）DS18B20的使用； （2）蜂鸣器的使用。 第四部分 知识补充 知识一 数字温度传感器DS18B20的使用介绍 知识二 蜂鸣器的扩展 知识一 数字温度传感器DS18B20的使用介绍 一、 DS18B20的外观及内部结构 DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire， 即单总线器件，具有线路简单，体 积小的特点。因此用它来组成一个 测温系统，具有线路简单，在一根 通信线，可以挂很多这样的数字温 度计，十分方便。 内部框图 为了满足测温的灵活性， 需要在不同的场合选择不同 的精度，通过对配置寄存器 （CONFIG）的编程即可实 现上述目的，CONFIG的格 式如图6-5所示。其中R1、 R0决定温度转换的精度位 数，R1、R0与转换位数、 转换时间的关系如表6-1所 示，如果不对CONFIG编 程，表示默认12位转换精度。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以16位符号扩展的二进制补码读数形式存储在高速缓存器的第0、1字节单元。单片机可以通过单总线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后。如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度，不同温度与数字输出的对应关系如表6-3所示 DS18B20温度值格式 根据DS18B20的通信协议，主机（单片机）控制 DS18B20完成温度转换必须经过如下几个步骤：每 一次读写之前都要对DS18B20进行初始化操作，初 始化成功后执行一条对ROM的操作指令，然后进行 存储器（包括SCRATCHPAD RAM和E2RAM）操作指 令，使DS18B20完成温度测量并将结果存入高速暂 存器，在此基础上，主机才能读出转换结果。DS18B20共有5条ROM操作命令（见表6-4）和6条RAM操作命令（见表6-5）。 3．DS18B20的时序及编程 DS18B20与单片机的通信是通过严格的时序来实现 的，每次传送数据或命令都是由一系列的时序信号组成 的，共有三种基本时序：初始化时序；写0、1时序；读0、 1时序。初始化时序如图6-6所示。单片机先发一个复位脉 冲，保持低电平时间最少480us，最多不能超过960us。然 后，单片机释放总线，等待DS18B20的应答脉冲。 DS18B20在接受到复位脉冲后等待15～60us才能发出应 答脉冲。应答脉冲能保持60～240us。单片机从发送完复 位脉冲到再次控制总线至少要等待480us。 初始化程序： void delay_us（uchar us） //?s延时 { while（us--）; } void reset() { dq=1; //dq复位 delay_us（1）; //稍做延时 dq=0;