基于单片机下的数字温度计(DS18B20).doc

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1、基于单片机的数字温度计设计1、概论：温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。在单片机的应用中，一个很重要的应用就是对温度进行检测。测量温度的关键是温度传感器，采用智能温度传感器以实现温度数字化，既能以数字形式直接输出被测温度值，具有测量误差小，分辨力高，抗干扰能力强，能够远程传输数据，带串行总线接口等优点。温度的数字输出显示在LCD1602上。单片机、温度传感器与LCD1602等电子元器件的互联，可以研制和开发出

2、具有高性价比的新一代测温系统——基于单片机的数字温度计。基于单片机的数字温度计设计，即对温度进行实时测量，使用单线数字温度传感器DS18B20把温度信号直接转换成数字信号输入单片机。经单片机处理后，将实时温度显示在LCD1602上。完成本设计需要软件编程和硬件电路设计，需要用到两种软件。2、温度传感器:2.1DS18B20简单介绍美国Dallas公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，可以把温度模拟信号直接转换成串行数字信号供微机处理，是模/数转换器件，而且读DS18B20信息或写信息仅需单线接口，使用非常方便，新型的单线数字温度传

3、感器体积小，精度高，使用更灵活。DS18B20有三个引脚，GND接地；DQ为数字信号输入输出端；Udd为外接电源输入端。64位ROM和单线接口存储器和控制器高速缓存存储器8位CRC生成器电源检测高温触发器TH温度灵敏元件低温触发器TL配制寄存器DS18B20的内部结构如图-2所示：DS18B20内结构主要由4部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH、TL和配置寄存器。64位光刻ROM：光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，即ID。它的作用是使每一个DS18B20

4、的地址都各不相，可以实现在相同的总线上挂接多个DS18B20的目的。64位光刻ROM的排列是开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。温度传感器：在DS18B20温度传感器的使用中，以9位转化为例，从DS18B20中得到16位符号扩展的二进制补码读数形式，以0.5℃/LSB的形式表达，其中S为符号位，二进制的数存储在DS18B20的2个8位的RAM中，这是9位转化后得到的16位数据，其中前面5位是符号位，如果测得温度大于0℃，这5位为

5、0，只要将测到的数值乘以0.5即可得到实际温度；如果温度小于0℃，这5位为1，测得到的数值需要取反加1再乘以0.5即可得到实际温度。非发挥的温度报警触发器TH、TL：DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的电可擦除的EEPRAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。当温度达到低温或高温的时候，温度报警触发器会发出警报。高速暂存RAM：高速暂存存储器包含了9个连续字节，如表-1，当温度转换命令发出后，经转换所得的温度值存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节内，第0个字节存放的是温度的低8位

6、信息，第1个字节存放的是温度的高8位信息，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；第2、3字节是TH、TL的易失性拷贝，第4个字节是结构寄存器的易失行拷贝，这三个字节的内容每一次上电复位时被刷新；第5、6、7字节用于内部计算；第8个字节是冗余检验字节。Ds18B20的设置位有一个字节，该字节的各位定义为TMR1R011111,每一次进行针对DS18B20的读写前，都需要对DS18B20进行设置，从上面的定义可以看出，该字节的低5位一直都是1，TM位是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式及测试模式。在DS18B2

7、0出厂时该位被置为0，，用户不要进行改动，R1、R0用来设置分辨率。高速暂存存储器的内容及字节地址表-1寄存器内容字节地址温度值低位（LS）0温度值高位（MS）1高温限值（TH）2低温限值（TL）3配置寄存器4保留5保留6保留7CRC校验值8DS18B20的通信协议：在对DS18B20进行读写编程时，必须严格保证读写时序，否则将无法读取所测温度结果。根据DS18B20的通信协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送第一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对D

8、S18B20进行预定的操作。DS18B20的ROM指令如下表-2所示，DS18B20的RAM指令如下表-3所示复位要求主CPU将数据线下拉50us，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～240us的存