课程设计：基于ds18b20的温度计设计

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1、课题名称：基于DS18B20的温度计一：方案设计本系统主要由三个模块组成：控制模块、温度采集模块、显示模块。1.1控制模块本设计采用单片机基于数字温度传感器DS18B20的系统。单片机AT89C51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。温度传感器DS18B20利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量，组建传感器网络，且系统的抗干扰性好、设计灵活、方便，而且能在恶劣的环境下进行现场温度检测。本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测场合。1.2温度采集模

2、块这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。DS18B20智能温度温度传感器进行温度采集和转换输出数字型的温度值，然后通过数据引脚传到单片机的P3.7口，单片机接受温度并存储。DS18B20是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种单线智能温度传感器，属于新一代适配微处理器的智能温度传感器，它可将温度信号直接转换为数字信号，实现了与单片机的直接接口，从而省去了信号调理和A/D转换等复杂模/数转换电路。DS18B20构成的温度采集模块电路简单、功能可靠、测量效率高，很好

3、地弥补了传统温度测量方法的不足可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有集成度高、模拟输入数字输出、抗干扰能力强、体积小、接口方便、传输距离远测温误差小等特点。图1.2.1：DS18B20PR-35式封装1.3温度显示模块本课程设计的显示模块采用LCD1602液晶显示器显示温度数据，整数，一位小数进行显示，从P0口送数，P2口扫描。1.4系统框图系统的系统设计方框图如图1.1所示，它主要由三部分组成:①控制部分主芯片采用单片机AT89S51；②显示部分采用3位共阴极LED数码管以动态扫描

4、方式实现温度显示；③温度采集部分的温度传感器采用DS18B20智能温度温度传感器。还有按键设置报警温度值和加热降温电路。按键设置温度加热继电器和风扇继电器单片机多路DS18B20传感器LED显示声光报警器图2.4.1：多路温度检测与控制总体设计框图二：单元电路设计、参数计算和器件选择主要器件：（1）STC89C58RD+单片机（DIP40）（2）Lcd1602，1个（3）470欧9针排阻，1个（4）晶振：11.0592MHz，1个（5）瓷片电容：30PF，2个（6）10K电阻，1个（7）DS18B20温度计1个，PR-35式封

5、装2.1DS18B20连接图：2.1.1ds18b20连接2.2DS18B20功能命令简介及用法2.2.1功能简介（1)智能温度传感器DS18B20的性能特点：1)独特的单总线接口仅需要一个端口引脚进行通信,可以是串行口也可以是其他I/O口，无须变换，直接输出被测温度值（9位二进制，含符号位）。多个DS18B20可以并联挂接在一条总线上，实现实现多点温度采集检测功能；2)可测温度范围为-55～+125℃，测量分辨率为0.0625℃；3)内含64位经过激光修正的只读存储器ROM；4)内含寄生电源，可直接通过数据总线供电，电压范围

6、为3.0～5.5V；5)零待机功耗；6)用户可通过编程分别设定各路的温度上、下限温度值来实现报警功能；7)适配各种微处理器；8)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；9)负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；10)可检测距离远，最远测量距离为150m。（2）DS18B20的内部结构DS18B20的内部结构如图3-1所示。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM，温度报警触发器,温度传感器以及高速缓存器。1)64位光刻ROM。64位光刻ROM是出厂前已被刻好的

7、，它可以看做是该DS18B0的地址序列号，不同的器件不一样，64位的地址序列号的构成如表2-1所示。开始8位是产品序列号代表产品的序列，接着48位产品序号代表同一系列产品的不同产品，最后8位是前56位的CRC校验码，所以不同的器件的地址序列号各不一样这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因（8位CRC编码的计算公式为CRC=X+X+X+1）。在64bROM的最高有效字节中存储有循环冗余校验码（CRC）。主机根据ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确

8、。表2.2.164位ROM地址序列号结构8CRC编号48位产品序号8位CRC编码检验图2.2.1DS18B20内部结构2)非挥发的温度报警触发器(包括上限温度触发器TH和下限温度触发器TL)。可通过软件程序写入设定用户所要求的报警上下限温度值。3)高速暂存器。可以设置DS18