DS18B20课程设计---温度监控系统设计.docxVIP

课程设计实验报告课程:_单片机原理与应用系 别： _ _______专 业：___ _ __________班 级：________ _________第_______组 学生：姓名_____ 学号__________ 姓名_____ 学号__________ 姓名_____ 学号__________ 成绩： ____ ___ __填表时间：年月温度监控系统设计一、功能要求1、温度监控范围0C°～100C°。2、实时显示当前温度。四位有效数，保留小数点一位。3、当温度超限时，系统告警。4、当温度超限时，能够控制启动设备升温或降温。上述1-3为基本部分，4为发挥部分，选做。二、系统分析及构成根据上述功能要求，系统构成做如下几个方面的分析：根据温度监控范围，选择一款合适的温度传感器对温度进行测量。系统可采用LED七段数码管作为显示器，显示温度及参数等。告警可采用指示灯或者蜂鸣器。系统可以控制电风扇、电炉等设备来调节温度。系统采用单片机控制与管理。因此，系统可以由下述如图1示的电路模块构成。图2.1、系统构成单片机根据传感器提供的被测环境温度值，实时显示当前温度。并判断是否超过温度的警戒线，如果超出警戒线，单片机控制告警设备告警。同时启动相关设备调节温度。按键是用户界面，用于查阅与修改警戒线的上下极限值。下面根据系统结构，将对系统进行更深入分析。1、温度传感器⑴、DS18B20产品的特点：①、一个I/O端口实现与主机通信。②、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。③、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。④、测量温度范围在－55°C到＋125°C之间。⑤、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。⑥、内部有温度上、下限告警设置。⑵、DS18B20的引脚及封装DS18B20采用TO－92封装，像一只三极管。其引脚排列见图，其引脚功能描述见表2.1。图2.2、封装及引脚排列表2.1DS18B20详细引脚功能描述序号名称引脚功能描述1GND地信号2DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。3VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。⑶、DS18B20内部结构DS18B20中的高速暂存器是一个9字节的存储器，用于存放温度的采样值、告警与监督参数设置。如表2.2所示。表2.2高速暂存器暂存器字节地址温度值低位0温度值高位1温度上限TH2温度下限TL3配置寄存器4保留5保留6保留7CRC校验8①、温度值如表2.3所示。表2.3：温度值精度设置为12位时的数据格式温度低8位D7D6D5D4D3D2D1D0温度高8位SSSSSD10D9D8其中，S为符号位，S=1，表示温度为负值；S=0，表示温度为正值。例如+125℃的数字输出为07D0H，-55℃的数字输出为FC90H。一些温度值对应的数字输出如表所示。②、DS18B20中的低温触发器TL、高温触发器TH，用于设置低温、高温的报警数值。DS18B20完成一个周期的温度测量后，将测得的温度值和TL、TH相比较，如果小于TL，或大于TH，则表示温度越限，将该器件内的告警标志位置位，并对主机发出的告警有哪些信誉好的足球投注网站命令作出响应。需要修改上、下限温度值时，只需使用一个功能命令即可对TL、TH写入，十分方便。③、配置寄存器开始两个字节为被测温度的数字量，其含义如表2.2所示。第3、4、5字节分别为TH、TL、配置寄存器的复制，每一次上电复位时被重写。配置寄存器有R0、R1组成，其值决定温度转换的精度位数、转换时间等，含义如表2.4所示。第7字节为测温计数的剩余值。第8字节为测温时每度的计数值。第9 字节读出的是前8个字节的CRC校验码，通过此码，可判断通讯是否正确。表2.4、配置寄存器R1R0转换精度温度分辨率转换时间（Ms）0090.593.7501100.25187.510110.12537511120.0625750⑷、DS18B20的读写操作1）、ROM操作命令①、读命令(33H)：通过该命令主机可以读出DS18B20的ROM中的8位系列产品代码、48位产品序列号和8位CRC校验码。该命令仅限于单个DS18B20在线的情况。②、选择定位命令(55H)：当多片DS18B20在线时，主机发出该命令和一个64位数，DS18B20内部ROM与主机一致者，才响应命令。该命令也可用于单个DS18B20的情况。③、查询命令(0F0H)：该命令可查询总线上DS18B20的数目及其64位序列号。④、跳过ROM序列号检测命令(OCCH)：该命令允许主机跳过ROM序列号检