基于DS18B20的水温控制系统方案

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1、...一、设计任务及要求本设计以AT89C51单片机作为控制核心，智能温度传感器DS18B20作为控制对象。分别用3位数码管显示预设温度值和实测温度值。运用汇编语言实现系统各种功能。当水温低于预设温度值时系统开始加热，此时红色发光二极管点亮表示处于加热状态。当温度达到预设温度值时自动停止加热。数码管的显示范围为0~99℃。二、设计背景简介温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时他也是一种最基本的环境参数。人民

2、的生活与环境度息息相关，物理、化学、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对温度进行控制。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品；没有合适的温度环境。可见研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度

3、传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。本设计就是为了满足人们在生活中对温度测量系统方面的需求。三、电路设计该水温控制系统大体可分为三大模块，74HC245与7SEG-MPX4-CA-BLUE数码管构成显示模块、AT89C51单片机构成主控模块、DS18B20为主体的温度模块。单片机通过DS18B20传感器获得当前温度值并且发送给单片机，单片机接收到各个数据时，将数据按照一定的顺序发送给74HC245，74HC24

4、5通过移位到数码管，把实测温度值和预设温度值显示到对应数码管。1.74HC245芯片相关知识（1）74HC245主要特性及应用领域。采用CMOS工艺;宽电压工作范围：3.0V—5.0V;双向三态输出;八线双向收发器封装形式：SOP20、SOP20-2、TSSOP20、DIP20;适用于显示屏以及其他数字电路的驱动。（2）74HC245的引脚及功能。图1为其引脚图，图2是其逻辑框图。表1为引脚说明，表2为其功能真值表。.............图174HC245的引脚图图274HC245的逻辑框图表17

5、4HC245的引脚说明.............表274HC245功能真值表2.DS18B20芯片相关知识(1)DS18B20简介DS18B20是由美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器芯片。与传统的热敏电阻有所不同，DS18B20可直接将被测温度转化为串行数字信号，以供单片机处理，它还具有微型化、低功率、高性能、抗干扰能力强等优点。通过编程，DS18B20可以实现9~12位的温度读数。信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从微处理器到DS18B20仅需连接一条信号线和地

6、线。读、写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。(2)DS18B20的引脚功能DS18B20的引脚(图3)，其功能如表3所示。图3DS18B20的引脚表3DS18B20的引脚说明.............(3)DS18B20的主要特点：①采用单线技术，与单片机通信只需一个引脚；②通过识别芯片各自唯一的产品序列号从而实现单线多挂接，简化了分布式温度检测的应用；③实际应用中不需要外部任何器件即可实现测温；④可通过数据线供电，电压的范围在3～5.5V；⑤不需要备份电源；⑥测量范围为

7、-55～+125℃，在-10～+85℃范围内误差为0.5℃；⑦数字温度计的分辨率用户可以在9位到12位之间选择，可配置实现9～12位的温度读数；⑧将12位的温度值转换为数字量所需时间不超过750ms；⑨用户定义的，非易失性的温度告警设置，用用户可以自行设定告警的上下限温度。(4)DS18B20的ROM及控制指令DS18B20的64位ROM的结构如表4所示。开始8位是DS18B20的产品类型编号10H，接着是每一个器件的唯一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可

8、以用一根线进行通信的原因。表4DS18B20的64位ROM结构表机操作ROM的命令有五种如表5所示。表5DS18B20控制指令指令说明读ROM(33H)读DS18B20的序列号匹配ROM(55H)继续读完64位序列号的命令，用于多个DS18B20时定位跳过ROM(CCH)此命令执行后的存储器操作将针对在线的所有DS18B20搜ROM(F0H)识别总线上各器件的编码，为操作各器件做好准备报警搜索（ECH）仅温度越限的器件对此命令做出响应DS18B20的高速