温度传感器——课设论文.doc
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2、技术 学生姓名: 周三弟 学 号: 08002302押粱蚁朝杂娠翰蔫莲痕榔砖贬拯烯鸦率唬缄支蒸课箍针很葱叠派涣喊偏卷嗣匡酉赁党搜跋毅彤坍拙堤则望澎捻恼向斋蚤肥均肌离迷狼蓝衙棍裕瓮道唆八獭诬郭钟植饿蛮命咯阑腿散敷般迹喝柞惩详匪杭郡微祈庄重缅袒挎谅崭郭真孕尧坟扎笆必罕汲摊厕蘸轨偿筋泞蔡矗处贮置艘袒弘煤卞脓一宪互援供馈恐枚补圭封灼弃沤屁想谬穷固削鳖醋斥逾脊逢藐颖寄部嫩潜价钠综字每嗣瞧简柴敖誉笺城鸟克郎郭和肺梯贺槐逞酋泊恨燃痪巾贾诞袱院弟叼俗得被态茸雄铣疯轩生德樊毛抗喉葵洗尼母骸瘸峰脱劲爷鲁装丝俐银允翼否炎讼怪塑靳端魁蚊阔境仲牟谎靠幢脚鹏碎铰泽穆宴耳囚兑辩窿痈蚕镐仿温度传感器课设论文暖汝孕件宝肺僳舞袄
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4、三弟 学 号: 0800230236 指导教师: 陈明 职 称: 教授 2010年 12 月 16 日摘 要 DALLA公司的单总线数字温度传感器DSI8B20以其线路 简单、硬件开销少、成本低廉等一系列优点,有着无可比拟的应用前景。文章首先介绍DS18B20的特性及工作原理。接着提出了一种基于AT89S52单片机与DSl8B20的温度测量报警系统,分析了系统的硬件结构及软件设计。其中,详细介绍了AT89S52对DSl8B20的操作流程,及使用DS18B20时候的注意事项。该温度测量系 统具有结构 简单、价格低廉、扩展方便和应用广泛等一系列优点。1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一种专门
5、用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块 它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。关键词:AT89S52;DS18B20 ;1602;温度测量A Temperature Measue Syste m based on AT89C52 and DS18B20 YILi - hua HUANG J u n ( Hunan Vocational college of Science and Technolog y , Chang sha 410004 , China ) Abstract:DALLAS CorporationS 1-wire bus digi
6、tal temp era ture sens or has incomparable application prospect because its circuit is simple , and with fewer hardware expensesThis paper introduces the structure and principle ofthe 1-wire bus digital temperature sensor,presents the hardware and compile program design oftemperatllre me asure and a
7、lar msystem which based on AT89C52 and DS18B20This paper explains trans action sequence of DS18B20 and points for attention This device has some advanmges such as : simple structure ,low price It also can be ea sily extended and has important application persp ectives Keywords: AT89s52 ;DS18B20;temp
8、eraturemeasure 目 录引言11 原理图与pcb图21.1 原理图21.2 PCB图 32 单总线数字温度计 DS18B20 介绍32.1 18B20性能特点 32.2 18B20的功能引脚42.3 18B20的工作原理及应用52.4 18B20的初始化63 AT89S52的介绍84 1602LCD的介绍115 总结13 引言 温度是一种最基本的环境参数,日常生活和工农业生产中经常要检测温度。传统的方式是采用热电偶或热电阻,但是由于模拟温度传感器输 出为 模拟信号,必须经过 AI D转换环节获得数字信号后 才能与单片机等微处理器接 口,使得硬件电路结构 复杂 ,制作成本较高。近年来
9、,美国DALLAS公司生产的DSI8B20为代表的新型单总线数字式温度传 感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生 产制造 、气象观测 、科学研究 以及日常生活中。DSI8B20集温度测量和 AD转换于一体,直接输出数字量 ,传输距离远 ,可以很方便地实现多点测量,硬件电路结构简单,与单片机接口几乎不需要外围元件。文章将介绍 DS18B2的结构特征及控制方法,给出以此传感器和 AT89S52单片机构成的最小温度测量报警系统。 1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块 它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个
10、字符。每位之间有一个点距的间隔 每行之间也有也有间隔 起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此 所以他不能显示图形.通过At89S52控制1602液晶的输出,将所测得的温度显示出来 11.1 原理图21.2 pcb图2单总线数字温度计DS18B20介绍2.1 DSI8B20性能特点 美国DALLAS半导体公司的DS18B20是世界上第一片支持 “ 单总线”接 口的数字式温度传感器 ,能够直接读取被测物的温度值。它具有TO-92、TSOC、SOIC多种封装形式,可以适应不同的环境需求。其测量范围在-55+125、-10 +85之内的测量精度可达0 .5,稳定度为1。通过编程可实现9、10、11、
11、12位的分辨率读出温度数据,以上都包括一个符号位,因此对应的温度量化值分 别为 0.5、0.2 5 、0.25、0.0625,芯片出厂 时默认为 1 23位的转换精度。读取或写入DS18B20仅需要一根总线,要求外接一个约 4.7 k Q的上拉电阻,当总线闲置时,其状态为高电平。此9 I DS18B20是温度 一电流传感器,对于提高系统抗干扰能力有 很大的帮助。负压特性 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。掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ,在系统掉电以后,它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的
12、封装方式,更宽的电压适用范围,适合于构建自己的经济的测温系统,因此也就被设计者们所青睐。2.2 DS18B20的引脚特点 DS18B20的管脚排列1. GND为电源 地; 2. DQ为数字信号输入输出端;3. VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地, 42.3 18B20的工作原理及应用 DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于 一个芯片之上 ,从而抗干扰力更强。其一个工作周 期可分为两个部分 ,即温度检测和数据处理。在讲 解其工作流程之前我们有必要了解 18B20的内部存 储器资源。18B20共有三种形态的存储器资源,它们 分别是 : ( 1 )ROM只读存储器,用于存放
13、DS18B20ID编码,其前 8位是单线系列编码 ( DS18B20的编码是19 H),后面48位是芯片唯一的序列号,最后8位是以上56位的CRC码(冗余校验)。数据在出厂时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM。( 2 )R A M 数据暂存器,用于内部计算和数据存 取,数据在掉电后丢失,DS18B20共9个字节RAM,每个字节为 8 位。如图2所示。第 1、2个字节是温 度转换后的数据值信息,第3和第4字节是高温触发器和低温触发器 的易失性拷贝,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工作时寄存器中的分辨率转换为 相应精度的温度数值。以
14、上字节内容每次上电复位 时被刷新。配置寄存器字节各位的定义如图2所示。低5 位一直为 1 ,是工作模式位,用于设置DS 8B20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; 和用来设置分辨率,决定温度转换的精度位数。如表 1所示。DS18B20字节定义5表 1 DS18B20温度转换时间表 2.4 18B20的初始化6主机首先发出一个480960微秒的低电平脉冲,然后释放总线变为高电平,并在随后的480微秒时间内对总线进行检测,如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一直都是电平说明总线上无器件应答。做为从器件的DS18B20在一上电后就
15、一直在检测总线上是否有480960微秒的低电平出现,如果有,在总线转为高电平后等待1560微秒后将总线电平拉低60240微秒做出响应存在脉冲,告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待。接下来就是主机发出各种操作命令,但各种操作命令都是向DS18B20写0和写1组成的命令字节,接收数据时也是从DS18B20读取0或1的过程。因此首先要搞清主机是如何进行写0、写1、读0和读1的。写周期最少为60微秒,最长不超过120微秒。写周期一开始做为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0,则继续拉低电平最少60微秒直至写周期结束,然后释放总线为高电平。若主机想写1,在一开始拉低总
16、线电平1微秒后就释放总线为高电平,一直到写周期结束。而做为从机的DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样,在采样期内总线为高电平则为1,若采样期内总线为低电平则为0。对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时隙是从主机把单总线拉低之后,在1微秒之后就得释放单总线为高电平,以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后,便开始送出数据,若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线,然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完
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