文档介绍：西安文理学院物理与机械电子工程学院
课程设计报告
专业班级 10级电子信息工程2班
课程单片机原理与接口技术
题目基于数字温度传感器的数字温度计
学号 08101100219
学生姓名李斌
指导教师魏坤
2013年11月
西安文理学院物理与机械电子工程学院
课程设计任务书
学生姓名专业班级学号
指导教师职称教研室
课程
题目
任务与要求
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开始日期完成日期
年月日
目录
设计目的……………………………………………4
设计任务和要求……………………………………4
总体设计方案……………………………………… 4
功能模块设计与分析……………………………… 9
电路的安装与调试…………………………………11
实验仪器及元器件清单……………………………11
心得体会……………………………………………11
附录一系统电路图………………………………… 16
一、设计目的
本设计以AT89S52单片机(海翔HX-V2开发板)为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、数码管扫描电路,显示电路。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度的采集,量化,输出,显示的目的。文中还着重介绍了软、硬件设计及C语言实现部分,在这里采用模块化编程结构。主要模块有:端口定义程序、函数定义及主函数程序、定时器中断程序、延时函数程序、DS18B20初始化定义程序。通过本次课程设计,更加深对51单片机的了解,进一步加深我们对51单片机解决实际问题的工作能力。
设计要求和任务
利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为-55 0C~125 0C, 0C。数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。
设计要求
(1) 根据设计任务要求给出实现原理及具体实现方案;
(2) 给出电路设计的具体电路,编写出相应的温度采集显示程序;
(3) 通过相应软件进行调试,给出调试结果,并进行相应分析;
(4) 论文要求思路清晰,结构合理,语言流畅,书写格式符合要求。
设计任务
设计一个具有基于DS1820数字温度传感器的温度检测及显示的系统。要求系统具有以下功能:
(1) 一路温度检测;
(2) 具有数码管显示功能;
(3) 具有动态扫描功能;
(4) 定时器控制扫描时间;
(5) 温度变化数码管能及时刷新显示温度;
三、总体设计方案
1、DS18B20
DS18B20的工作原理
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。 DS18B20测温原理如图3所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变,所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当计数器1的预置值减到0时,温度寄存器的值将加1,计数器1的预置将重新被装入,计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正计数器1的预置值。
   DS18B20有4个主要的数据部件:
(1)光刻ROM中的64位序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。64位光刻ROM的排列是:开始8位(28H)是产品类型标号,接着的48位是该DS18B20自身的序列号,最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻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。
(2)DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,℃/LSB形式表达,其中S为符号位。
表1: DS18B20温度值格式表
这是12位转化后得到的12位数据,存储在18B20的两个8比特的RAM中,二进制中的前面5位是符号位,如果测