温度测控器课程设计_毕业论文.doc

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1、吉吉林工商学院温度测控器课程设计设计名称:温度测控器班级：电子信息10403班2012年12月14日22一、温度测控器的原理及功能如图1－1所示此多点温度测量电路主要由以下几部分组成：两个温度传感器DS18B20择开关电路，控制器单片机AT89S52、扫描驱动电路、数码管LED显示器、报警及电源电路等。LED显示器预设温度实际温度单片机AT89S52扫描驱动DS18B20电源温度控制电路图1－1系统组成方框图温度传感器从测试点采集温度，然后把温度转换成电压（或电流），温度传感器输出电压的大小随温度的高低变化而变化，电压值的变化范围从几个微伏到几个毫伏，不同的温度传感器，输出电

2、压的范围也差别很大。单片机AT89S52是多点温度测量电路的控制核心，它将采集到的数字温度电压值，经过计算处理，得到相应的温度值，经扫描驱动送到LED显示器以数字形式显示测量的温度。LED显示器用于显示预设温度和实际测量温度的结果。二、系统硬件电路的设计2.1温度测量电路多点温度测量电路由主控器单片机AT89S52作为多点温度测量电路的核心，温度传感器DS18B20负责从测量点采集温度，七位共阳LED数码管以动态扫描法实现温度显示。2.1.1DS18B20单线智能温度传感器的工作原理(1)DS18B20单线智能温度传感器的性能特点DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导

3、体公司最近推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,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。DS18B20的性能特点如下：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；22多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能；无须外接部件；可通过数据供电，电压范围为3.0—5.5V；零待机功耗；温度以9或12位数字量读出；用户可定义的非易失性温度报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧坏，但不能正常工作.(2)DS18B20的内

4、部结构框图如图2—1所示，它采用3脚PR—35封装或8脚SOIC封装其管脚封装如图2－2所示。(3)DS18B20单线智能温度传感器的工作原理64位ROM的位结构如图2—3所示。开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图2—6所示。CVDDI/O存储器与控制器高

5、速缓存8位CRC发生器配置寄存器低温触发器TL高温触发器TH温度传感器64位ROM和单线接口图2－1DS18B20内部结构22图2－2DS18B20的引脚排列头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。该字节各位的定义如图2－5所示。低5位一直为1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20 出厂时该位被设置为0，用户不要改动，R1和R0决定温度转换的精度

6、位数，即用来设置分辨率，方法见表2—4。8位检验CRC48位序列号8位工厂代码（10H）MSBLSBMSBLSBMSBLSB图2—3位64位ROM结构图由表3—3可见,DS18B20温度转换时间比较长，而且设定的分辨率越高，所需要的温度数据转换时间就越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。22表2—4DS18B20分辨率的定义规定R1R0分辨率/位温度最大转换时间/ms00993.750110187.5101137511127

7、50温度LSB温度MSBTH用户字节1TL用户字节2配置寄存器保留保留保留CRC1字节TH用户字节12字节3字节4字节TL用户字节25字节6字节7字节EEPROM8字节9字节图2-5配置寄存器图2—6高速暂存RAM结构图TMR1R011111当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单总线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃/LSB形式表示。温度值格式如图2—