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1、题目:基于DS18B20温度测量系统设计学院 信息科学与工程学院专业 自动化 年级 2010级 学号 姓名 邹涛 指导老师黄彩虹2014年5月摘要在工农业生产和科学研究中,温度的测量和控制有着非常重要和广泛的应用。温度测量系统的传统方法是使用模拟温度传感器和信号处理电路相组合,其缺点是易受干扰且精度不高。目前国际上新型温度传感器正向数字式、智能化、网络化的方向飞速发展,本文介绍的测温系统就是使用了可编程数字温度传感器DS18B20。DS18B20将温度传感、A/D转换、寄存器、接口电路集成于一个芯
2、片中,且具有直接数字输出功能,将其与STC12C5A08S2单片机结合实现测温系统,能使系统成本低、抗干扰能力强,易于使用。本文主要是介绍了DS18B20温度传感器的特性和优点,与单片机STC12C5A08S2的连接的电路图,并编写程序实现温度的读写后在数码管上显示实时温度示数。系统主板主要是由电源电路,传感器输入电路,单片机模块,数码管显示模块组成。关键词:DS18B20;STC12C5A08S2;温度检测;单片机18目录摘要1第一章基于DS18B20温度测量系统设计62.1设计任务及要求62.2总方案设计62.3硬件电路
3、分析82.3.1电源模块82.3.2传感器输入模块82.3.3STC12C5A08S2单片机模块92.3.4数码管显示模块202.4调试与结果分析112.5总结11参考文献12附录18第一章基于DS18B20温度测量系统设计一.设计任务及要求1.设计任务:本次仪器仪表课程设计将实现一个温度测量系统的设计,传感器采用DS18B20,并且可以实时显示温度。2.设计要求:本次设计要求在现有的PCB板上进行硬件的焊接、原理的分析及软件的编程设计。围绕检测技术、单片机技术、计算机控制技术等，进行仪器仪表综合课程设计。二数字温度传感器D
4、S18B20介绍2.1DS18B20简介DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的一种智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,他能够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。可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。2.2DS18B2
5、主要特点（1）独特的单线接口方式：DS18B20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。(2）在使用中不需要任何外围元件。(3）可用数据线供电，电压范围：+3.0~+5.5V。（4）测温范围：-55~+125℃。固有测温分辨率为0.5℃。(5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式。（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。18（7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。（8）负压特性，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。TO－92封装
6、的DS18B20的引脚排列见下图（底视图），其引脚功能描述见表1.1。图DS18B20底视图表1.1DS18B20详细引脚功能描述序号名称引脚功能描述1GND地信号2DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。3VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。18二总方案设计硬件的总体结构图:图1硬件总体结构图pcb:18图2.2PCB电路图三硬件电路分析183.1电源模块图2.3电源电路3.2传感器输入模块电路使用一片CD4051作为模拟开关，构建输入信号的切换电路
7、。通过设置单片机P1.4～P1.6引脚的高低电平，选择输入的模拟信号。第2片CD4051可以改变OP07的反馈电阻及负端接地电阻，通过设置单片机的p3.7，p3.6引脚电平状况，来选择信号的放大倍数。地址端输入线路放大倍数CBA000X010010X21011X350当P3.7=0，P3.6=0，运放OP07的周边电路等效为下图，可计算得到其放大倍数为10。放大倍数的计算，由于OP07为负反馈，其放大倍数为1+80.6/9≈10。18CD4051-2的A脚和B脚为1，其等效运放原理图如下图，其放大倍数为1+87.8/1.8≈
8、49.7。总的原理图如图所示:图2.4传感器信号输入电路3.3STC12C5A08S2单片机模块新一代宏晶芯片STC12C5A08S2具有1个时钟/机器周期，高速、高可靠，2路PWM，8路10位高速A/D转换，25万次/秒1T8051带总线,管脚直接兼容传统89C52,可省复位电路,36-
