文档介绍：单片机原理与接口技术
课程设计
题目 DS18B20数字温度计
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2011 年6 月26 日
目录
必选题目:
一绪论
二硬件电路设计
三软件系统设计
四实验结果分析与总结
五参考文献
必选题目:DS18B20
一绪论
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制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,要为现代人工作、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。温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域,尤其在热学试验(如:物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验)中,有特别重要的意义。现在所使用的温度计通常都是精度为1℃℃的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密,不容易准确分辨,读数困难,而且他们的热容量还比较大,达到热平衡所需的时间较长,因此很难读准,并且使用非常不方便。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,测温准确等优点,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用。因此本课题就尝试通过编程与芯片的结合来解决传统数字温度计的弊端,设计出新型数字温度计。
温度传感器的发展现状:温度传感器使用范围广,数量多,居各种传感器之首,其发展大致经历了以下3个阶段:
①传统的分立式温度传感器(含敏感元件)——热电偶传感器,主要是能够进行非电量和电量之间转换。
②模拟集成温度传感器/控制器。集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。
③智能温度传感器。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE_)的结晶。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。
本课题的研究可以应用领域生产、生活等很多领域。对于家用电器从洗衣机、微波炉到音响等等到处都可以用到温度控制器来方便大家的日常生活。开发此产品后也可方便应用安装在小至家庭大到工厂车间,小至一个芯片大到一个机械设备。例如在家庭客厅卧室等必要地方显示室温,可防止家里食物是否变质及早采取措施。工业生产控制中用数字温度计可清晰显示温度来防止元气件失效或损坏等不必要的非人为损失,对做好车间机器维修与保养起很重要的作用。
分工明细:
郑戈:软件仿真,编写程序
朱健宁:软件仿真,编写程序
林雄彬:硬件组装、焊接部分
戴国霖:硬件组装、焊接部分
本人在本次实训中主要负责软件仿真,编写程序,在编写程序中因为对DS18B20的一些工作参数以及工作条件的不熟悉所以一开始遇到了很大的困难,但是在老师及同学的帮助下还是顺利的完成了软件的编写工作。
设计方案:
DS18B20寄生电源供电方式电路图
在寄生电源供电方式下,DS18B20从单线信号线上汲取能量:在信号线DQ处于高电平期间把能量储存在内部电容里,在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作,直到高电平到来再给寄生电源(电容)充电。
   
    独特的寄生电源方式有三个好处:
    
    1)进行远距离测温时,无需本地电源
    2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM
    3)电路更加简洁,仅用一根I/O口实现测温
DS18B20的外部电源供电方式
此时I/O线不需要强上拉,不存在电源电流不足的问题,可以保证转换精度,同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器,组成多点测温系统。
DS18B20的应用电路方案选择:
外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式,工作稳定可靠,抗干扰能力强,而且电路也比较简单,可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统。
二硬件电路设计
图中U3为ds18b20
三软件系统设计
1、流程图
开始
DS18B20初始化
按时序读出二进制温度值
二进制温度值转换成十进制
显示温度值
根据DS18B20的通讯协议,主机(单片机)控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,当DS18B20收到信号后等待16~60微秒左右,后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。
2、程序
#include<>
sbit zf=P2^6;
sbit shi=P2^5;
sbit ge=P2^4;
sbit xs=P2^3;