文档介绍：四川师范大学课程设计报告
基于单片机的DS18B20数字温度计设计
学生姓名
院系名称
物理与电子工程学院
专业名称
电子信息工程
班级
学号
指导教师
完成时间
基于单片机的DS18B20数字温度计设计
学生姓名: 指导老师:
内容摘要:
随着现代信息化技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能独立工作的温度检测系统已广泛应用于各种不同的领域。本文介绍了一个基于STC89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温系统,并用LED数码管显示温度值,易于读数。系统电路简单、操作简便,能任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值,系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。
关键词:单片机数字温度传感器温度计
目录
1 引言 4
2 设计要求 4
基本要求 4
扩展功能 4
3 总体方案设计 4
方案论证 4
方案一 4
方案二 5
总体设计框图 5
4 硬件设计 5
单片机系统 5
数字温度传感器模块 6
DS18B20性能 6
DS18B20外形及引脚说明 7
DS18B20接线原理图 7
DS18B20时序图 7
数据处理 9
显示电路 10
声光报警电路 10
键盘输入电路 11
5 软件设计 11
主程序模块 11
读温度值模块 12
中断模块 14
温度查询模块 15
温度设定、报警模块 16
数码管驱动模块 18
6 源程序 19
7 总结 26
参考文献: 28
1 引言
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是不可否定的,各种数字系统的应用也使人们的生活更加舒适。数字化控制、智能控制为现代人的工作、生活、科研等方面带来方便。其中数字温度计就是一个典型的例子。
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、测温精确、功能多样话等优点。其主要用于对测温要求准确度比较高的场所,或科研实验室使用,该设计使用STC89C52单片机作控制器,数字温度传感器DS18B20测量温度,单片机接受传感器输出,经处理用LED数码管实现温度值显示。
2 设计要求
基本要求
实现实时温度显示,测温范围0~500C,误差50C以内。
扩展功能
温度报警,能任意设定温度范围实现声光报警;
每隔10分钟记录一次温度数据,至少能查询过去10个时刻的温度情况。
3 总体方案设计
方案论证
方案一
由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件,将随被测温度变化的电压或电流采样,进行A/D转换后就可以用单片机进行数据处理,实现温度显示。这种设计需要用到A/D转换电路,增大了电路的复杂性,而且要做到高精度也比较困难。
方案二
考虑到在单片机属于数字系统,容易想到数字温度传感器,可选用DS18B20数字温度传感器,此传感器为单总线数字温度传感器,起体积小、构成的系统结构简单,它可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理,即可实现温度显示。另外DS18B20具有3引脚的小体积封装,测温范围为-55~+125摄氏度,,其测量范围与精度都能符合设计要求。
以上两种方案相比较,第二种方案的电路、软件设计更简单,此方案设计的系统在功耗、测量精度、范围等方面都能很好地达到要求,故本设计采用方案二。
总体设计框图
本方案设计的系统由单片机系统、数字温度传感器、LED显示模块、按键控制模块、温度报警模块组成,其总体架构如下图1。
单
片
机
报警电路
显示电路
驱动电路
测温电路
按键输入电路
时钟、复位电路
图1 系统总体方框图
4 硬件设计
单片机系统
本设计采用STC89C52单片机作为控制器,完成所有功能的控制,包括:
DS18B20数字温度传感器的初始化和读取温度值
LED数码管显示驱动与控制
按键识别和响应控制
温度设置和报警
温度值的存储和读取
单片机系统电路原理图:
图2 单片机系统原理图
数字温度传感器模块
DS18B20性能
独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信
简单的多点分布应用
无需外部器件
可通过数据线供电
零待机功耗
测温范围-55~+125℃,℃递增
可编程的分辨率为9~12位,℃、℃、℃℃