数字温度计的设计论文

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1、数字温度计的设计毕业论文目录前言1基于DS18B20数字温度计的设计2第一章电路功能及方案确定21.1功能要求21.2方案论证2第二章系统硬件电路的设计32.1主控制器32.2显示电路32.3温度传感器工作原理32.4DS18B20与单片机的接口电路8第三章系统程序的设计103.1主程序103.2读出温度子程序103.3计算温度子程序113.4计算温度子程序113.5显示数据刷新子程序123.6DS18B20的各条ROM命令133.7温度数据的计算处理方法14第四章调试及性能分析16第五章单片机控制汇编源程序清单17总结5

2、0致谢51参考文献5242第一章电路功能及方案确定1.1功能要求数字温度计的测温范围在-55~125℃，误差在±0.5℃以内，采用LED数码管直读显示。1.2方案论证在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。其特点如下：·硬件电路复杂；·软件调试复杂；·制作成本高。本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-5

3、5~125℃，最高分辨率可达0.0625℃。DS18B20可直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有底成本和易使用的特点。按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器﹑测温电路和显示电路。数字温度设计总体电路结构框图如图1.1所示图1.1数字温度计总体电路框构图42第二章系统硬件电路的设计温度计设电路设计原理如图2.2所示，控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20,用4位共阳LED数码管以动态扫描法实现温度显示。图2.2数字温度计设计电路原理图2.1主控

4、制器单片机AT89C2051具有低电压和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要，很适合便携式持式产品的设计使用。系统可用两节电池供电。2.2显示电路显示电器采用4位共阳极LED数码管，从P1空输出断码，列扫描用P3.0～P3.3口来实现，列驱动用9021三极管。2.3温度传感器工作原理1.DS29B20的性能传感器特点42DS29B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻等元件相比，它能直接读出被温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读书

5、方式，DS29B20的性能特点如下，独特的单线接上仅需要一个端口引脚进行通信。·多个DS29B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功·不需要外部器件·可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V；·零待机功耗；·温度以9～12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高程序温度（温度报警条）·负电压特性，电源极性接反时，温度计不会发热而烧毁，2.DS18B20的内部结构DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装其内部结构如图2.3所示图2.3DIS18B20内部结构框图64

6、位ROM的位结构如图示所示。开始是产品类型的编号；接着是每个器件的唯一的序号，共有48位；最后8位是前面56的CRC检验码这也是多个DS18B20可以采用单线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器TH和TL，通过软件写入用户报警上下限数据。428位检验CRC48位序列号8位工厂代码（10H）MSBLSBMSBLSBMSBLSB图2.464位ROM结构框图DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个易失性的可电擦除的E²PRROM。高速暂存RAM的结构为9字节的存储器，结构如图所示。前2字节包含测得的温

7、度信息。第三和第四字节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电位时被刷新。第5字节位配置寄存器，其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相应的数值。该字节各位的定义如图所示，其中，低5位一直为1；TM是测试模式，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，在DS18B20出厂时，该位被设置位0，用户不要去改动；R1和R0决定温度转换的精确位数，即用来设置分辨率，其定义方法见下表2.1。表2.1DS18B20分辨率的定义和规定温度LSB温度MSBTH用户字节1TL用户字节2配

8、置寄存器保留保留保留CRCR1R0分辨率/位温度最大转换时间/ms00993.750110187.5101137511127501字节2字节3字节TH用户字节14字节5字节TL用户字节26字节7字节8字节E²PRROMTMR1R0111119字节图2.5高速暂存器RAM结构图图2.6配置寄存器的定义由上