DS18B20数字温度计的设计 毕业设计论文

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1、毕业设计报告书题目：DS18B20数字温度计的设计设计时间：2010年4月至6月电子与信息工程学院2目录1引言22总体设计方案22.1功能要求22.2方案论证22.2.1方案一22.2.2方案二22.3方案二的总体设计框图32.3.1主控制器32.3.2显示电路32.3.3温度传感器工作原理32.4DS18B20温度传感器与单片机的接口电路63硬件设计73.1主板电路73.2显示电路74软件设计74.1主程序74.2读出温度子程序84.3温度转换命令子程序94.4计算温度子程序94.5显示数据刷新子程

2、序94.6温度数据的计算处理方法95系统调试106设计总结107附录108参考文献1414DS18B20数字温度计的设计摘要：随着时代的进步和发展，单片机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,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计。关键词：单片机，数字控制，温度计，DS18B20，AT89C20511引言随着人们生活水平的不断提高,单片机控制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

3、现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。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AT89C2051，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。2总体设计方案2.1功能要求①基本范围-50℃-110℃②精度误差小于0.5℃③LED数码直读显

4、示2.2方案论证2.2.1方案一由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。2.2.2方案二14进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。从以上两种方

5、案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。2.3方案二的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图2-1所示，按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。DS18B20AT89C2051主控制器显示电路扫描驱动图2-1　总体设计方框图2.3.1主控制器单片机AT89C2051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系统可用二节电池供电。2.3.2显示电路显示电路采

6、用4位共阳LED数码管，从P1口输出段码，列扫描用P3.0~P3.3口来实现，列驱动用8550三极管。2.3.3温度传感器工作原理1.DS18B20的性能特点DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，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。DS18B20的性能特点如下：●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；●无须

7、外部器件；●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；●零待机功耗；●温度以9或12位数字；●用户可定义报警设置；●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；14●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。2.DS18B20的内部结构DS18B20采用３脚PR－35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图2-2所示。温度传感器高温触发器TH配置寄存器低温触发器TL8位CRC发生器存储器与控制逻辑高速缓存64位ROM和单线线接口图2-2DS18B20内

8、部结构64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图2-3所示。头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失