基于DS18B20的单片机温度测控系统设计计算机接口技术课程设计.doc

研 究 生 课 程 论 文 (2010-2011学年第二学期) 基于DS18B20的单片机温度测控系统设计 研究生： 提交日期： 2011年5月12日 研究生签名： 学 号 201020100668 学 院 机械与汽车工程学院 课程编号 S0805155 课程名称 计算机测控系统与接口技术 学位类别 硕士 任课教师 教师评语： 成绩评定： 分 任课教师签名： 年 月 日 基于DS18B20的单片机温度测控系统设计 引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一，对典型的温度控制系统进行研究具有很广泛的意义。传统的测温元件如热敏电阻，AD590,虽然成本低，但因其后续电路处理复杂﹑可靠性相对较差，测量准确度低,因此逐渐被新型温度传感器所代替。而以新型的“一总线”可编程数字温度传感器（DS18B20） 为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和GHD 转换于一体，直接输出数字量，与单片机接口几乎不需要外围元件，使得硬件电路结构简单，广泛使用于距离远，节点分布多的场合。具有较强的推广应用价值。在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。在工业生产如:用于热处理的加热炉、用于融化金属的钳锅电阻炉等，在日常生活中如:热水器、电热毯等等，都用到了电阻加热的原理。随着生产的发展，在工业中，上述设备对温度的控制要求越来越高，随着人们生活水平的提高，对日常用品的自动化也提出了更高的要求，单片机的不断更新换代，满足了上述的要求，达到自动控制品质的目的。 本系统采用了美国DALLAS公司推出的DS18B20数字式温度传感器作为温度传感单元，以STC90C516RD+单片机为控制核心，采用发热灯泡充当控制对象，可根据实际需要设定温度值，并进行自动控制。 1．系统组成 整个系统主控部分采用STC90C516RD+构成单片机应用系统; 温度检测部分采用 DS18B20 单总线数字温度传感器对温度进行检测;控制部分由三极管控制加热灯泡的通断。工作时, 由键盘输入设定温度值，通过单片机 AT89S52 的开关量控制三极管的通断，以调节发热灯泡周边温度至设定值，稳态误差在＋（－）0.1℃以内。液晶实时显示发热灯泡周边温度和设定温度值。 单片机温度控制系统原理图如图（1）所示： 加热灯泡三极管液晶显示键盘设定值温度传感器 单片机STC89C516RD+ 加热灯泡 三极管 液晶显示 键盘设定值 温度传感器 单片机 STC89C516RD+ 图1 单片机温度控制系统原理图 1.1单片机（STC89C516RD+） 1.1.1 STC89C516RD+简介 STC89C516RD+单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，指令全兼容传统的8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，必威体育精装版的D版本内部集成MAX810专用复位电路。该系列的单片机为真正的看门狗，缺省为关闭（冷启动），启动后无法关闭，可放心省去外部看门狗。内部Flash擦写次数为100 000以上，其加密性强，出厂时就已经加密。 图 2 其封装的电路图如图2所示：普通89C51系列单片机的内部RAM只有128（89C51）/25 6（89C52）供用户使用 低128字节的内部RAM（地址：00H～7FH）,可直接寻址或间接寻址。 高128字节的内部RAM（地址：80H～FFH），只能间接寻址。 特殊功能寄存器SFR（地址：80H～FFH）只能直接寻址。 特殊功能寄存器SFR和高128字节的内部RAM是通过寻址方式来区分的，传统的8051系列单片机只有128-256字节RAM供用户使用，在此情况下STC公司响应广大用户的呼声，在一些单片机内部增加了扩展RAM。STC89C516RD+单片机扩展256个字节RAM，共512字节的RAM。访问内部扩展RAM时，不影响P0口/P2口/P3.6/P3.7/ALE。 1.1.2 STC89C516RD+单片机的特点 增强型6时钟/机器周期12时钟/机器周期8051 CUP 工作电压：5.5V-3.4V（5V单片机）。 工作频率范围：0—40 MHz相当于普通8051的0—80 MHz，实际工作频率可达48MHz。 用户应用程序空间4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K 字节 片上集成1280字节/512字节RAM。 通用I/O口（32/36个），复位后为：P1/P2/P3/P4/是准双向口/弱上拉（普通8051，传统I/O口）P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻