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基于单片机与DSB的数字温度计设计要点.doc
基于单片机的DS18B20数字温度计设计
内容摘要:
随着现代信息化技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能独立工作的温度检测系统已广泛应用于各种不同的领域。本文介绍了一个基于STC89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温系统,并用LED数码管显示温度值,易于读数。系统电路简单、操作简便,能任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值,系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。
关键词:单片机 数字温度传感器 温度计
1 引言 4
2 设计要求 4
3 总体方案设计 4
3.1 方案论证 4
3.2 总体设计框图 5
4 硬件设计 5
4.1 单片机系统 5
4.2 数字温度传感器模块 6
4.2.1 DS18B20性能 6
4.2.2 DS18B20外形及引脚说明 7
4.2.3 DS18B20接线原理图 7
4.2.4 DS18B20时序图 7
4.2.5 数据处理 9
4.3 显示电路 10
4.4 声光报警电路 10
4.5 键盘输入电路 11
5 软件设计 11
5.1 主程序模块 11
5.2 读温度值模块 12
5.3 中断模块 14
5.4 温度查询模块 15
5.5 温度设定、报警模块 16
5.6 数码管驱动模块 18
6 源程序 19
7 总结 26
参考文献: 28
1 意义
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便是不可否定的,各种数字系统的应用也使人们的生活更加舒适。数字化控制、智能控制为现代人的工作、生活、科研等方面带来方便。其中数字温度计就是一个典型的例子。
数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便、测温范围广、测温精确、功能多样话等优点。其主要用于对测温要求准确度比较高的场所,或科研实验室使用,该设计使用STC89C52单片机作控制器,数字温度传感器DS18B20测量温度,单片机接受传感器输出,经处理用LED数码管实现温度值显示。
随着现代信息化技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能独立工作的温度检测系统已广泛应用于各种不同的领域。本文介绍了一个基于STC89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温系统,并用LED数码管显示温度值,易于读数。系统电路简单、操作简便,能任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值,系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。
2 设计要求
实现实时温度显示,温度报警,能任意设定温度范围实现光警;
每隔10分钟记录一次温度数据,至少能查询过去10个时刻的温度情况。
3 总体方案设计
考虑到在单片机属于数字系统,容易想到数字温度传感器,可选用DS18B20数字温度传感器,此传感器为单总线数字温度传感器,起体积小、构成的系统结构简单,它可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理,即可实现温度显示。另外DS18B20具有3引脚的小体积封装,测温范围为-55~+125摄氏度,测温分辨率可达0.0625摄氏度,其测量范围与精度都能符合设计要求。
3.2 总体设计框图
本方案设计的系统由单片机系统、数字温度传感器、LED显示模块、按键控制模块、温度报警模块组成,其总体架构如下图1。
图1 系统总体方框图
4 硬件设计
4.1 单片机系统
本设计采用STC89C52单片机作为控制器,完成所有功能的控制,包括:
DS18B20数字温度传感器的初始化和读取温度值
LED数码管显示驱动与控制
按键识别和响应控制
温度设置和报警
温度值的存储和读取
单片机系统电路原理图:
图2 单片机系统原理图
4.2 数字温度传感器模块
4.2.1 DS18B20性能
独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信
简单的多点分布应用
无需外部器件
可通过数据线供电
零待机功耗
测温范围-55~+125℃,以0.5℃递增
可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃
温度数字量转换时间200ms,12位分辨率时最多在750ms内把温度转换为数字
应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计和任何热感测系统
负压特性:电源极性接反时,传感器不会因发热而烧毁,但不能正常工作
4.2.2 DS18B20外形及引脚说明
图3 DS18B20外形及引脚
GND:地
DQ:单线运用的数据输入/输出引脚
VD:可选的电源引脚
4.2.3 DS18B20接线原理图
单总线通常要求接一个约4.7K左右的上拉电阻,这样,当总线空闲时,其状态为高电平。
图4 DS18B20接线原理图
4.2.4 DS18B20时序图
主机使用时间隙来读写DS18B20的数据位和写命令字的位。
初始化时序如下图:
图5 DS18B20初始化时序
DS18B20读写时序:
图6 DS18B20读写时序
4.2.5 数
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