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时间:2018-07-13
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1、课程设计报告《用DS18B20实现温度测量》1..课程设计目的意义制造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,要为现代人随着人们生活水平的不断提高,单片机控工作、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。第41页课程设计报告2..课程设计题目描述和要求本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为-55——125摄氏度最大分辨率可达0.0625
2、摄氏度,可以直接读出被测温度植,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。按照设计功能的要求,确定由三个模块组成:主控制器及显示电路。设计要求(1)基本范围-50℃-110℃(2)精度误差小于0.5℃(3)LED数码直读显示第41页课程设计报告3..课程设计报告内容3.1数字温度计设计方案论证3.1.1方案一由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感
3、温电路比较麻烦。3.1.2方案二进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,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,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。3.2方案二的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S52,温度传感器采用DS18B20,用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。图1 总体设计方框图第41页课程设计报告3.2.1主控制器单片机AT89S
4、52具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。3.2.2显示电路显示电路采用3位共阳LED数码管,从P3口RXD,TXD串口输出段码。3.2.3温度传感器DS18B20是美国DALLAS公司推出的单总线数字测温芯片。他具有独特的单总线接口方式,仅需使用1个端口就能实现与单片机的双向通讯。采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。他的工作电压使用范围宽(3.0~5.5V),可以采用外部供电方式,也可以采用寄生电源方式,即当总线DQ为高电平时,窃取信号能量给DS18B20
5、供电。他还有负压特性,电源极性接反时,DS18B20不会因接错线而烧毁,但不能正常工作。可以通过编程实现9~12位的温度转换精度设置。而且设定的分辨率越高,所需要的温度数据转换时间就越长,在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。DALLAS公司推出的单总线数字测温芯片。他具有独特的单总线接口方式,仅需使用1个端口就能实现与单片机的双向通讯。采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。他的工作电压使用范围宽(3.0~5.5V),可以采用外部供电方式,也可以采用寄生电源方式,即当总线DQ为高电平时,窃取信号能量给DS18B20供电。他还有负压特性,电源极性接
6、反时,DS18B20不会因接错线而烧毁,但不能正常工作。可以通过编程实现9~12位的温度转换精度设置。由表1[2]可见,设定的分辨率越高,所需要的温度数据转换时间就越长,在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑DS18B20的性能特点如下:●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;●无须外部器件;●可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;●零待机功耗;●温度以9或12位数字;●用户可定义报警设置;第41页课程设计报告●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;●负电压特性,电
7、源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装,其内部结构框图如图2所示。C64位ROM和单线接口高速缓存存储器与控制逻辑温度传感器高温触发器TH低温触发器TL配置寄存器8位CRC发生器存储器与控制逻辑温度传感器高温触发器TH低温触发器TL配置寄存器8位CRC发生器高速缓存64位ROM和单线接口I/OCddVddI/O图2DS18B20内部结构 DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。DS18B20各引脚如图3图3DS18B20引脚示意图
8、第41页课
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