基于51单片机与DS18B20的数字温度计设计.doc

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1、.信息与通信工程学院课程设计项目：基于单片机的DS18B20数字温度计设计指导老师：湛腾西设计人：尹世强彭娇礼班级：电实11-1BF2013年06月18日...1设计要求1.1基本要求1、测量精度0.5℃2、范围：-50℃-110℃3、可测多点温度，演示两点以上4、LED直读显示5、可任意设计温度报警的上限与下限6、可上传通信（RS232口）,也可以相互对通(485口)1.2扩展功能温度报警，能任意设定温度范围实现声光报警；每隔10分钟记录一次温度数据，至少能查询过去10个时刻的温度情况。2元器件清单序号耗材名称数量1AT89S5112FJ5461B

2、H，共阳极四合一数码管13欧姆龙按键44DS18B20,串口温度传感器,25485串行通信驱动电路（封装DIP）16120/0.5W电阻127PNP三极管48发光二极管直径5mm,红一绿一29蜂鸣器110辅铜板10cm*20cm1111k/(1/8w),412插座DIP40113与RS232电路配套的DIP插座114电源板插（SIP2套件）4...15双排IDC10排插，RS232通信接插在板接插座116DB9串口通信接头（阴）1170.75导线3米（红、黑、白各1米218芯排线一米13总体方案设计2.1方案论证2.1.1方案一由于本设计是测温电路，

3、可以使用热敏电阻之类的器件，将随被测温度变化的电压或电流采样，进行A/D转换后就可以用单片机进行数据处理，实现温度显示。这种设计需要用到A/D转换电路，增大了电路的复杂性，而且要做到高精度也比较困难。2.1.2方案二考虑到在单片机属于数字系统，容易想到数字温度传感器，可选用DS18B20数字温度传感器，此传感器为单总线数字温度传感器，起体积小、构成的系统结构简单，它可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，即可实现温度显示。另外DS18B20具有3引脚的小体积封装，测温范围为-55~+125摄氏度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，其测量范围与精度

4、都能符合设计要求。以上两种方案相比较，第二种方案的电路、软件设计更简单，此方案设计的系统在功耗、测量精度、范围等方面都能很好地达到要求，故本设计采用方案二。单片机报警电路显示电路测温电路按键输入电路时钟、复位电路图1系统总体方框图...2.2总体设计框图本方案设计的系统由单片机系统、数字温度传感器、LED显示模块、按键控制模块、温度报警模块组成，其总体架构如图1。3硬件设计3.1单片机系统1.本设计采用STC89C52单片机作为控制器，完成所有功能的控制，包括：lDS18B20数字温度传感器的初始化和读取温度值lLED数码管显示驱动与控制l按键识别和

5、响应控制l温度设置和报警l温度值的存储和读取2.单片机系统电路原理图：图2单片机系统原理图...4.1数字温度传感器模块4.1.1DS18B20性能l独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信l简单的多点分布应用l无需外部器件l可通过数据线供电l零待机功耗l测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增l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℃l温度数字量转换时间200ms，12位分辨率时最多在750ms内把温度转换为数字l应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计和任何热感测系统l负压特性：电源极

6、性接反时，传感器不会因发热而烧毁，但不能正常工作4.1.2DS18B20外形及引脚说明图3DS18B20外形及引脚lGND：地lDQ：单线运用的数据输入/输出引脚lVD：可选的电源引脚...4.1.3DS18B20接线原理图单总线通常要求接一个约4.7K左右的上拉电阻，这样，当总线空闲时，其状态为高电平。图4DS18B20接线原理图4.1.4DS18B20时序图主机使用时间隙来读写DS18B20的数据位和写命令字的位。1.初始化时序如下图：图5DS18B20初始化时序2.DS18B20读写时序：...图6DS18B20读写时序4.1.5数据处理高速暂

7、存存储器由9个字节组成，其分配如表5所示。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后。图7字节分配下表为12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，...这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。例如+125℃的数字输出为07D0H，实际温度=07D0H*0.06

8、25=2000*0.0625=125℃。例如-55℃的数字输出为FC90H，则应先将11位数据位取反加1得3