文档介绍：单片机课程设计报告
题目:数字温度计
专业班级应教023班
姓名尹书庆
时间 16 周~ 18 周
指导教师李国厚苗青林邵峰
2010年9月30日
数字温度计设计任务书
1、设计要求
(1)测温范围-50℃—110℃;
(2)℃;
(3)LED数码直读显示。
2、设计内容
(1)画出电路原理图;
(2)确定元器件及元件参数;
(3)进行电路模拟仿真;
(4)打印出实****论文报告;
数字温度计
应教023班尹书庆
摘要:此电路是用AT89S51心器件,并利用DS18B20温度传感器和4位共阳极L数码管动态扫描来完成温度显示。电路特点有体积小,灵敏度和精度高,很适应很多对精度要求较高的场合,完成对设备及场地的温度控制,能有效的提高工作人员对环境的变化的反应速度。
关键词:AT89S51;DS18B20;LED;温度控制等。
现代科技的发展与进步对任何事物的要求都事无巨细,比如在很多大型仪器设备的运行过程中,对温度的控制要求明显要高一些,为此温度控制装置便应运而生,为了直观,数字显示设置更是必不可少,这里所介绍的温度控制器是灵敏度和精度很高的测温仪器。
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温度只要在所设定的上下温度界限内,就会在显示设备中精确的显示出来,如果温度超过了所设定的温度界限,就发出报警声。能够及时向温度监控人员发出温度超限信息。便于温控人员及时的调整与控制。另外此温度控制器操作简单,体积小,灵敏度高,精度高。
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数字温度器方框图
方框图所示为数字温度控制器的单体设计方框图。其工作原理为:当该电路上电工作以后,首先刷新显示(LED),然后,温度传感器采集温度送单片机检查温度的高低,由单片机送出信号经过驱动电路送往显示电路或报警电路。
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数字数字器设计电路原理图
显示电路采用4位共阳LED数码管,从P1口输出段码,~,列驱动用9021三极管。
DS18B20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测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下:
独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;
多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;
无须外部器件;
可通过数据线供电,~;
零待机功耗;
温度以9或12位数字;
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过程序限定温度(温度报警条件)的器件;
负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装,其内部结构框图如下图所示。
DS18B20内部结构图
64位ROM的位结构如下图(1)所示。开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共有48位,最后8位是前面56位的CRC检验码,这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器TH和TL,可通过软件写入户报警上下限。
图(1): 64位ROM结构图
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器,结构如下图(2)所示。头2个字节包含测得的温度信息,第3和第4字节TH和TL的拷贝,是易失的,每次上电复位时被刷新。第5个字节,为配置寄存器,它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时按些寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。该字节各位的定义如图图(3)所示。低
5位一直为1,TM是测试模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式,DS18B20出厂时该位被设置为0,用户不要去改动,R1和R0决定温度转换的精度位数,来设置分辨率,定义方法见表(1)。
图(2): 高速暂存器RAM结构图
图(3):配置寄存器
表(1):DS18B20 分辨率的定义规定
由表(1)可见,DS18B20温度转换的时间比较长,而且设定的分辨率越高,所需要的温度数据转换时间越长。因此,在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用,表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码,可用来检验数据,从而保证通信数据的正确性。
当DS18B20接收到温度转换命令后,开始启动转换。转换完成后的温度