传感器与检测技术解析.docx

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1、数字温度传感器DS18B20介绍、设计及应用摘要:传感器作为现代科技的前沿技术,被认为是现代信息技术的三大支柱之一,也是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业和朝阳产业。随着时代的进步和发展,传感器与检测技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍数字式集成温度传感器DS18B20的结构、原理和接口技术,以及一种基于单片机控制的数字温度计,本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。该温度计具有简单、稳定、实用、精度高等优点。关键词:传感器,数字温度计,报警,DS

2、18B20,STC89C52RC1引言随着人们生活水平的不断提高,传感器与检测技术、单片机控制技术无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中基于数字温度传感器DS18B20设计的数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为人们工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。我们首先介绍数字式集成温度传感器DS18B20的结构、原理和接口技术,然后介绍其设计及应用。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出

3、温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机STC89C52RC,测温传感器使用DS18B20,报警提示模块采用蜂鸣器报警,用LCD1602液晶显示器数字温度传感器DS18B20介绍、设计及应用实现温度显示,能很好的达到以上要求。DQ

4、ETRIGGER,TH2数字温度传感器DS18B20介绍2.1简介DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO—92小体积封装形式;温度测量范围为—55c〜+125C,可编程为9位〜12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625C,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距

5、离多点温度检测系统。2.2DS18B20的内部结构DS18B20内部结构如图1所示,主要由4部分组成:64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图2所示,DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端。MEMORYANDCONTROLJ3GIC64-BITROMAND1-WIREPORT图1DS18B20的内部结构naao>BOTTOMVIEWDS18B20To-92PackageNCNCDQNCNICNCGND图2DS18B20的管脚排歹【」ROM中的64位序

6、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,每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量,用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625C/LSB形式表达,其中S为符号位。例如+125C的数字输出为07D0H,+25.0625C的数字输出为0191H,—25.0625C的数字输出为FF6FH,—55C的

7、数字输出为FC90H。高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成,使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。高速暂存器是一个9字节的存储器。开始两个字节包含被测温度的数字量信息;第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝,每一次上电复位时被刷新;第6、7、8字节未用,表现为全逻辑1;第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码,可用来保证通信正确。2.1DS18B20的工作时序DS18B20的一线工作协议流程是:初始化-ROM操作指令一存储器操作指令-数据传输。其工作时序包括初始化时序、写时序

8、,如图3(a)(b)所示。1-W1RFHUSGHD——MASTERTsRESETPULSE4ML$mlnlmoiii>Dsiaejowails——■MASTER也―,480u«r

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