项目六 数字温度计设计制作ppt课件.ppt

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1、数字式温度计设计与制作第一部分实际应用温度是工农业生产中最常用的参数之一。近年来，随着家用电器、日用装置的自动化、无公害、节能运动的日益发展，特别是微控制器的应用，对各类传感器的需求更是大量增加，在30多种常用物理量的测量传感器中，对温度传感器的需要量占首位，大约占50%左右。如果按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类，一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这是温度计的是指极为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高，但对于运动的、热容量比较小的、或对感温

2、元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大误差。非接触测温的测温原件与被测对象互不接触。最常用的是根据辐射热交换原理制成的传感器。第二部分项目成果展示图6-1数字温度计实物参考图数字式温度计设计与制作1.任务为某温室大棚设计一个数字式温度计，以便当棚内温度变化时，能及时提醒工作人员进行处理，保证温室温度变化在较小范围。2.要求（1）能实现温度数据的采集与记录。（2）能实现各测量值的显示，精度为0.1℃，温度范围不超过±55℃。（3）能实现上下限报警。第三部分基本功能设计具体功能如下：温度检测：系统能够实时检测大棚温度，温度分辨率为0.1℃，温度范围为-

3、55℃～+55℃。温度显示：系统能实时显示大棚温度值，显示到小数点后一位。在设置上、下限报警时，显示上下限提醒标志。温度报警：系统能够设置大棚温度范围，当棚内温度超出设定范围时发生报警。报警设置：系统能够设置上、下限报警温度值，设定精度为0.1℃。知识要点：（1）DS18B20的使用；（2）蜂鸣器的使用。第四部分知识补充知识一数字温度传感器DS18B20的使用介绍知识二蜂鸣器的扩展知识一数字温度传感器DS18B20的使用介绍一、DS18B20的外观及内部结构DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小

4、的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。内部框图为了满足测温的灵活性，需要在不同的场合选择不同的精度，通过对配置寄存器（CONFIG）的编程即可实现上述目的，CONFIG的格式如图6-5所示。其中R1、R0决定温度转换的精度位数，R1、R0与转换位数、转换时间的关系如表6-1所示，如果不对CONFIG编程，表示默认12位转换精度。DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以16位符号扩展的二进制补码读数形式存储在高速缓存器的第0、1字节单元。单片机可以通过单总线接口读到该数据，读取时低

5、位在前，高位在后。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，不同温度与数字输出的对应关系如表6-3所示温度值16进制输出+125℃07D0H+85℃0550H+25.0625℃0191H+10.125℃00A2H+0.5℃0008H0℃0000H-0.5℃FFF8H-10.125℃FF5EH-10.125℃FF6FH-55℃FC90HDS18B20温度值格式2．DS18B20的控制方法DS18B20与单片机的连接有两种方法：一

6、种是VDD接外部电源，GND接地，DQ与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时VDD、GND接地，DQ接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线都要接5K左右的上拉电阻。寄生电源供电方式外部电源供电方式根据DS18B20的通信协议，主机（单片机）控制DS18B20完成温度转换必须经过如下几个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行初始化操作，初始化成功后执行一条对ROM的操作指令，然后进行存储器（包括SCRATCHPADRAM和E2RAM）操作指令，使DS18B20完成温度测量并将结果存入高速暂存器，在此基础上，主机才能

7、读出转换结果。DS18B20共有5条ROM操作命令（见表6-4）和6条RAM操作命令（见表6-5）。3．DS18B20的时序及编程DS18B20与单片机的通信是通过严格的时序来实现的，每次传送数据或命令都是由一系列的时序信号组成的，共有三种基本时序：初始化时序；写0、1时序；读0、1时序。初始化时序如图6-6所示。单片机先发一个复位脉冲，保持低电平时间最少480us，最多不能超过960us。然后，单片机释放总线，等待DS18B20的应答脉冲。DS18B20在接受到复位脉冲后等待15～60us才能发出应答脉冲。应答脉冲能保持60～240us。单片机从发送

8、完复位脉冲到再次控制总线至少要等待480us。图6-6DS18B20初始化时序初始化程序：vo