基于ds18b20的温度计设计

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1、河南师范大学本科毕业论文前言随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的C51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务

2、于社会.而今，空调等家用电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及，一个简单，稳定的温度控制系统能更好的适应市场。当人们的生活日趋数字化的时候，多功能的数字温度计可以给我们的生活带来很大的方便。温度测量与控制是工业控制中最常碰到的问题之一，而对于温度的测量可以采用模拟温度传感器加AD的方式获取，也可以通过数字式温度传感器的方式获取。支持“一线总线”接口的温度传感器简化了数字温度计的设计，降低了成本；以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20为核心，以ATMEL公司的AT89S52为控制器设计的DS18B20温度控制器结构简单、

3、测温准确、具有一定控制功能的智能温度控制器。本设计就是一个基于DS18B20的温度控制系统的设计。36河南师范大学本科毕业论文第1章总体设计1.1方案论证1.1.1温度传感器方案一：采用热敏电阻可满足测温要求，但热敏电阻精度低，重复性和可靠性较差，对于精度要求较高的测温不适用，而且采用热敏电阻要求复杂的电路和算法，增加了设计复杂度。方案二：采用专用的集成温度传感器（如AD590、LM35/LM45）和数字化温度传感器（DS18B20、DS1620）测温，数字化温度传感器具有接口简单、直接数字量输出、精确度高等优点。DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的

4、一款智能温度传感器，与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75～750ms内完成9～12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根线的读写，温度变换功率来源于数据总线，数据总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无须额外电源。它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，它的测量温度范围为－55～＋125℃，在－10～＋85℃范围内，精度为±0.5℃，现场温度直接以“一线总线

5、”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等，DS18B20支持+3～+5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、更方便、更便宜、体积更小。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5℃，分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后依然保存。因此，本方案选用DS18B20作为温度测量传感器。1.1.2单片机系统目前比较流行51系列单片机和凌阳单片机。凌阳十六位单片机虽然可以更好的完成控制功能，但较51系列单片机价格昂贵，而且编程以及外围功能电路的设计都不及5

6、1系列单片机成熟。因此，限于作者手头所有，选用飞利浦公司的AT89S52八位单片机作为温度采集的控制部分。1.1.3电源模块采用普通的直流电源实现电路简单，而且采用集成电源芯片设计的直流电源电压比较稳定，完全满足系统各模块的供电要求，但是普通直流电源体积比较大，变压器的散热对测温精度也有影响，所以，选用锂离子手机充电电池和配套的锂电池充电器作为系统的供电模块。36河南师范大学本科毕业论文手机用的锂电池标称电压3.7V，限定充电电压4.2V，可以满足AT89S52（工作电压范围5V）和DS18B20等各部分的工作电压需要。1.1.4显示模块由于系统要求实现测量环境

7、温度、测量体温、过界报警设置、温度存储再现等多种功能，要显示的信息不仅仅是温度值，所以采用数码管显示几乎不可能。另外，手机电池电量有限，而数码管耗电较大，不符合设计要求。因此，选用常见的HS1602液晶显示模块显示测温结果。1.1.5确定方案为了不失通用性和智能性，本方案采用AT89S52单片机作为控制器，单总线温度传感器DS18B20进行温度采集。电源部分没有采用普通的直流电源而利用锂离子手机充电电池和配套的锂电池充电器，由于手机电池电量有限，显示模块使用HS1602液晶显示模块而没有使用数码管。1.2总体设计本方案设计的系统由按键控制模块、单片机系统、温度传

8、感器模块、液晶显示模块、