毕业设计（论文）单片机数字温度计设计(硬件电路部分).docVIP

数字温度计（系统硬件电路的设计部分） 摘 要：本设计完成了一种基于DS18B20的高精度的数字温度计。我们设计温度系统是由中央控制器AT89S51、DS18B20温度传感器、LED数码管组成。温度传感器DS18B20高精度的数字温度信号送给单片机AT89S51处理后，实现将温度数据送LED显示，实现了高精度的数字温度显示。 关 键 词：温度计 数字控制 DS18B20 AT89S51 一 引言 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也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的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，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。方案于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用感温效应的电压或电流随被测温度变化采集过来，进行A/D转换，就可以用单片机进行数据的处理显示电路，就可以将被测温度显示出来这种需要用到A/D转换电路，感温电路比较。方案二温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，可以很容易直接读取被测温度，进行，就可以满足设计要求。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，一只温度传感器DS18B20电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了本设计所介绍的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，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用主控制器显示电路 三 电路设计 3.1 主要电子元器件 3.1.1 数字温度传感器DS18B20 DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。 1、DS18B20性能特点 DS18B20的性能特点：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。 2、DS18B20内部结构 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。64位ROM结构图如图2所示。不同的器件地址序列号不同。?DS18B20的管脚排列如图1所示。 图1 DS18B20引脚分布图 图2 64位ROM结构图 DS18B20高速暂存器共9个存储单元，如表所示： 序号 寄存器名称 作??? 用 序号 寄存器名称 作??? 用 0 温度低字节 以16位补码形式存放 4 1 温度高字节 6、7 保留 2 TH/用户字节1 存放温度上限 8 CRC 3 HL/用户字节2 存放温度下限 高8位 S S S S S 26 25 24 低8位 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4 指??? 令 约定代码 操????? 作??? 说? ????明 温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换 读暂存器 BEH 读暂存器9个字节内容 写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节 复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中 重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节 读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU DS18B20器件要求采用严格的通信协议，以保证数据的完整性。该协议定义了几种信号类型：复位脉冲，应答脉冲时隙；写0，写1时隙；读0，读1时隙。与DS18B20的通信，是通过操作时隙完成单总线上的数据传输。发送所有的命令和数据时，都是字节的低位在前，高位在后。 复位和应答脉冲时隙 每个通信周期起始于微控制器发出的复位脉冲，其后紧跟DS18B20发出的应答脉冲，在写时隙期间，主机向DS18B20器件写入数据，而在读时隙期间，主机读入