传感器与检测技术_课程论文参考模板

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1、课程论文课程名传感器与检测技术专业班级：姓名：学号：指导教师：二Ｏ一三年月日数字温度传感器DS18B20介绍、设计及应用摘要：传感器作为现代科技的前沿技术，被认为是现代信息技术的三大支柱之一，也是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业和朝阳产业。随着时代的进步和发展，传感器与检测技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍数字式集成温度传感器DS18B20的结构、原理和接口技术，以及一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内

2、时，可以报警。该温度计具有简单、稳定、实用、精度高等优点。关键词：传感器，数字温度计，报警，DS18B20，STC89C52RC1引言随着人们生活水平的不断提高,传感器与检测技术、单片机控制技术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，其中基于数字温度传感器DS18B20设计的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，要为人们工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。我们首先介绍数字式集成温度传感器DS18B20的结构、原理和接

3、口技术，然后介绍其设计及应用。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机STC89C52RC，测温传感器使用DS18B20，报警提示模块采用蜂鸣器报警，用LCD1602液晶显示器实现温度显示,能很好的达到以上要求。2数字温度传感器DS18B20介绍2.1简介DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编

4、程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。2.2DS18B20的内部结构DS18B20内部结构如图1所示，主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18

5、B20的管脚排列如图2所示，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。图1DS18B20的内部结构图2DS18B20的管脚排列ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位符号扩展的二进制补码读

6、数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。例如＋125℃的数字输出为07D0H，＋25.0625℃的数字输出为0191H，－25.0625℃的数字输出为FF6FH，－55℃的数字输出为FC90H。高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。高速暂存器是一个9字节的存储器。开始两个字节包含被测温度的数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝，每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用，表现为全逻辑1

7、；第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。2.3DS18B20的工作时序DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。其工作时序包括初始化时序、写时序，如图3（a）（b）所示。(a)初始化程序(b)写时序图3DS18B20的工作时序图3数字温度传感器DS18B20设计及应用3.1基本设计构想如图4，预设定的正常温度范围是25℃到30℃。当温度低于25℃时，蜂鸣器报警提示，当温度回升到正常温度范围，停止报警提示；当温度高于30℃时，蜂鸣器报警提示，当温度回落到

8、正常温度范围，停止报警提示。图4基本设计构想(1)硬件组成和设计原理图5温度报警系统仿真原理图如图5为该温度报警系统仿真原理图，主要分四大模块。温度采集模块，主控模块，显示模块和报警提示模块。(2)核心算法设计图6核心算法(3)软件程序设计调试※程序见[附录Ⅰ]※经仿真调试完全达到了设计预定的要求，之后购买相应元器件