温度采集与显示电路

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1、.目录目录11设计内容与要求21.1设计内容21.2设计要求21.3问题分析21.4系统框图22系统分析与方案流程图32.1系统分析：32.2方案流程图43系统设计43.1硬件电路设计43.1.1采集电路（温度传感器DS18B20）53.1.2控制电路（51单片机）83.1.3显示电路（数码显示管LED）103.1.4报警电路113.2软件设计113.2.1程序按模块分析123.2.2软件设计流程图如下：133.2.3详细程序清单如下：134Proteus仿真电路设计及结果184.1温度显示仿真184.2高温报警仿真19...1设计内容与要求1.1设计内容l选择51单片

2、机，晶振采用12MHz；l温度传感器选择DS18B20，温度范围为0到；l将采集的温度值显示在LED数码管上（两位）；l如果温度超过，蜂鸣器发出声音进行警报。1.2设计要求l按照任务书的要求完成系统分析及方案设计；l完成硬件原理图的设计，并选择相关原器件；l完成控制软件流程图的设计，并编写相应的单片机控制程序；l撰写设计报告。1.3问题分析lDS18B20的测温范围在满足所要求得的lDS18B20具有温度上下限的设置故可以设定温度上限；l采用蜂鸣器接到51单片机的管脚上通过软件编程即可实现蜂鸣报警。1.4系统框图时钟振荡电路MCS51复位电路电源电路LED显示DS18B

3、20温度传感器图一...2系统分析与方案流程图2.1系统分析：传感器DS18B20将温度信号转换成电流信号，再转换为电压信号，然后送入MCS51单片机中，本系统采用单总线操作，线路简单，测量值精确，可实现多点测量，并对温度超过限制值，产生报警和数据采集。我们设置所测的温度高于70摄氏度时发生报警。图2:系统硬件原理图...2.2方案流程图...3系统设计3.1硬件电路设计硬件电路主要包括以下几个部分：51单片机、DS18B20测温电路、串口通信电路模块、鸣蜂报警器及数码显示电路。器件名称数量MCS51单片机1个LED发光二级管2个蜂鸣器1个数码管（两个一组）1个三极管2

4、个DS18B201个电容若干电阻若干导线若干表一3.1.1采集电路（温度传感器DS18B20）uDS18B20温度传感器简介图3：DS18B20管脚图DS18B20是美国Dallas公司生产的单总线数字温度传感器，在内部使用了在版（ON-BOARD）专利技术，全部传感器及转换元件电路集成在形如一只三极管的集成电路内，封装如图：NC：空引脚，悬空不用。VDD：可选电源脚，电源电压范围3～5.5V，当器件工作，在寄生电源时，此引脚必须接地。DQ（4脚）：数据输入／输出脚。漏极开路，常态下高电平。GND:电源地...uDS18B20主要特性1.温度测量范围为，固有测温分辨率为

5、0.5V；2.测量结果以9为数字量方式进行串行传送；3.用户可设置报警温度上下限；4.在使用中不需任何外围器件；工作原理该传感器的与众不同是利用温敏振荡器的频率随温度的变化关系，通过对震荡周期的计数来实现温度的测量。为了扩大测温范围和提高分辨率，使用了一个低温系数振荡器和一个高温系数震荡器分别进行计数，并采用了非线性累加器等电路来改善线性。故DS18B20具有良好的特性，而且售价低廉uDS18B20温度与输出关系表表二实际温度值数字输出（二进制）数字输出（十六进制）+85℃00000101010100000550H+25.0625℃0000000110010001019

6、1H+10.125℃000000001010001000A2H+0.5℃00000000000010000008H0℃00000000000000000000H-0.5℃1111111111111000FFF8H-10.125℃1111111101011110FF5EH-25.0625℃1111111001101111FE6EH-55℃1111110010010000FC90HuDS18B20与51的连接利用51单片机I/O口中的任一位都可以与单总线进行双向数据，通过单总线可以方便的构建分布式单片机测控系统。u工作过程51单片机首先发复位DS18b20的负脉冲，接着收D

7、S18B20的应答脉冲，这时51单片机再发ROM命令，最后发存储和控制命令。DS18B20的存储器由RAM和非易失性电擦写EERAM组成，后者用于存储...和的值。数据先写入RAM，经校检后再传给EERAM。RAM占9个字节，包括温度信息（第1、2字节），和的值（第3、4字节），计数存储器（第7、8字节），CRC（第9字节），第5、6字节不用。uDS18B20执行序列1．初始化（发一个不少于480us的低电平脉冲）；2．执行ROM命令，主要用于寻址；3．执行DS18B20存储命令，用于转换和读数据；4．DS18B20的I/O信号有复位脉冲