DS18B20温度数据采集系统

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1、目录摘要2一、绪论3二、系统方案实现32.1.设计要求32.2.设计方案论证32.3.总体设计框图4三、主要硬件介绍43.1．DS18B2043.1.1DS18B20的主要特性43.1.2DS18B20的外形和内部结构53.1.3DS18B20工作原理63.1.4高速暂存存储器73.2AT89C518四、软件介绍94.1功能概述94.2系统软件流程图94.2.1程序94.2.2读出温度子程序104.2.3温度转换命令子程序114.3具体程序11五、总结17六、设计体会及今后的改进意见17参考文献1819摘要本文基于DS18B

2、20设计了一种温度数据采集系统，系统主要由AT89C51单片机,一个DS18B20数字温度传感器以及一个液晶数码管构成。软件方面，我们采用keil。软件对程序进行编写以及调试，硬件方面，我们通过Proteus软件对硬件电路进行仿真以及测试，该系统结构简单，功耗较低，测温范围为-50℃～+255℃。现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。该系统硬件分为3部分：DS18B20温度测量模块、单片机模块、显示模块。关键词：DS18B20、7SEG-MPX4液晶数码管、AT89

3、C5119一、绪论在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是工业生产中经常会遇到的控制问题。目前应用的温度检测系统大多采用由模拟温度传感器、多路模拟开关、A／D转换器及单片机等组成的传输系统。这种温度采集系统

4、需要大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上．安装和拆卸繁杂，成本也高。同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化及时做出决定。针对这种情况，本文提出一种采用数字化单总线技术的温度采集系统，并利用Proteus和KeilμVision2软件对设计电路进行综合虚拟仿真，实现了温度实时测量和显示。二、系统方案实现2.1.设计要求（1）要实现LED数码直读显示当前温度值；（2）温度检测范围-55°到125°2.2.设计方案论证2.1.1方案一由于本设计是测温电路，可以使用热敏电

5、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，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。2.1.2方案二19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.总体设计框

6、图系统主要由硬件和软件两大部分构成，当接收到系统发出的温度转换命令后，DS18B20开始进行温度转换操作并把转化后的结果放到16位暂存寄存器中的温度寄存器内，然后与系统进行数据通信，系统将温度读出并驱动LED数码管显示。如果温度值低于设定下限值或高于设定上限值，则自动启动报警装置。由于DS18B20单总线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。该系统结构图：图1三、主要硬件介绍3.1．DS18B203.1.1DS18B20的主要特性　　（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下

7、可由数据线供电（2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温　（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内（5）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃　19（6）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温　

8、（7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快　（8）测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力　（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧