《電子溫度計(jì)》word版

1、.基于DS18B20的電子溫度計(jì)指導(dǎo)教師 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)號(hào) 時(shí)間 在現(xiàn)在這個(gè)信息技術(shù)告訴發(fā)展的社會(huì)，電子產(chǎn)業(yè)正在飛速前進(jìn)。環(huán)境溫度是試驗(yàn)環(huán)境中的一項(xiàng)重點(diǎn)，環(huán)境溫度的高低直接影響產(chǎn)品的電氣和機(jī)械性能參數(shù)，環(huán)境溫度的準(zhǔn)確度對(duì)測試溫度的方法要求越來越高，而對(duì)環(huán)境溫度的控制更顯的重要。我們所知道的只是冰山一角，有很大的發(fā)展空間，前景一片光明。為了準(zhǔn)確的測試與控制環(huán)境溫度，而溫度傳感器DS18B20性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冰箱、空調(diào)器、糧倉等日常生活中溫度的測量和控制。傳統(tǒng)的溫度計(jì)有反應(yīng)速度慢、讀數(shù)麻煩、測量精度不高、誤差大等缺點(diǎn)，本文用DS18B20設(shè)計(jì)并制

2、作了一款基于單片機(jī)AT89C2051的8位數(shù)碼管顯示的數(shù)字溫度控制系統(tǒng)，其電路簡單，軟硬件結(jié)構(gòu)模塊化，可根據(jù)外界溫度的變化，直接在數(shù)碼管上顯示溫度值，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。本文設(shè)計(jì)了一種基于AT89C2051 單片機(jī)與DS18B20 的溫度控制系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)通過AT89C2051 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)字溫度傳感器DS18B20，進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集、讀取、處理，并通過數(shù)碼管顯示出來。1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)該溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分，結(jié)合實(shí)際情況，該系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能：（1）實(shí)時(shí)采集溫度；（2）顯示溫度；（3）串行傳送數(shù)據(jù)；（4）控制外設(shè)；在該溫度控制系統(tǒng)中AT89C2051單片機(jī)不僅與

3、溫度傳感器DS18B20。系統(tǒng)上電后，AT89C2051單片機(jī)驅(qū)動(dòng)溫度傳感器DS18B20 工作，進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，傳輸。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分主要由以下幾部分組成：（1）單片機(jī)最小系統(tǒng)：采用AT89C2051 單片機(jī)；（2）溫度采集模塊：采用DS18B20 溫度傳感器；（3）溫度顯示模塊：采用8位LED 雙數(shù)碼管顯示；2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心處理器，其負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)溫度傳感器DS18B20 工作、溫度顯示、控制外圍設(shè)備的工作以及與上位機(jī)進(jìn)行通信等工作。本系統(tǒng)選用美國ATMAL 公司生產(chǎn)的AT89C2051 單片機(jī)。此外AT89C2051 單片機(jī)有8 KB的程序存

4、儲(chǔ)器和256 B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，不需外部擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片，可以降低硬件電路的復(fù)雜度。單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由兩塊組成，其一為晶振起振電路，其二為復(fù)位電路。2.2 溫度采集模塊設(shè)計(jì)溫度傳感器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，本系統(tǒng)選用的是美國Dallas 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20。DS18B20 有三個(gè)管腳： GND 為電源地，DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端，VDD 為外接供電電源接入端（用寄生電源方式時(shí)接地）。在外部電源供電方式下，DS18B20 工作電源由VDD 引腳接入，此時(shí)I/O 線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)理論上總線可以掛接任意多個(gè)DS18B20 傳

5、感器，組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng)。在外部供電的方式下，DS18B20 的GND 引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85。本系統(tǒng)中DS18B20 的DQ 口與單片機(jī)的 P1.0 口連接，GND 接地，VDD 接電源，R1 為信號(hào)和5V 電源之間的上拉電阻，其電路連接所示。2.3 溫度顯示模塊設(shè)計(jì)2.4 串行通信模塊設(shè)計(jì)2.5 外部設(shè)備控制電路設(shè)計(jì)3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用 AT89C2051 作為核心處理器件，把經(jīng)過DS18B20 現(xiàn)場實(shí)時(shí)采集到的溫度數(shù)據(jù)，存入AT89C51 的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并送LED 數(shù)碼管顯示。與硬件電路相關(guān)聯(lián)，本溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為以下幾個(gè)部分：主程序，溫度

6、上下限值設(shè)定子程序、溫度讀取子程序、溫度顯示子程序、串口通信子程序、輸出控制子程序和報(bào)警子程序等。4 總結(jié)該溫度控制系統(tǒng)在Protues 上仿真成功后，進(jìn)行了電路實(shí)物的制作，并成功完成了整機(jī)的調(diào)試，因此可證明本設(shè)計(jì)具有可行性。若將此設(shè)計(jì)適當(dāng)加以適當(dāng)擴(kuò)展，可以組成功能更加強(qiáng)大的溫度控制系統(tǒng)，形成多點(diǎn)溫度遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，真正做到服務(wù)于生產(chǎn)和生活的目的。1 系統(tǒng)主要組成部分控制器：at89c2051 傳感器：ds18b20 顯示：數(shù)碼管 PS：晶振，復(fù)位2 溫度檢測電路溫度檢測部分采用集成溫度傳感器DS18B20，它采用獨(dú)特的單口接線方式傳輸，在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18

7、B20的雙向通訊，不需要外圍器件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)，外加電源范圍是3055V，測溫范圍從-55到+125，在-1O+85同有分辨率為05，測量結(jié)果以9位到12位數(shù)字量方式直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。3 元器件明細(xì)表名稱數(shù)量規(guī)格ds18b201at89c20511數(shù)碼管1共陽極8段雙位電池盒14節(jié)LED11.7V電容133uf電容233pf電阻210K電阻8200電阻22K晶振112MHZ三極管29013單片機(jī)引腳座120腳數(shù)碼管因引腳座110腳電池45號(hào)4 實(shí)驗(yàn)原理圖實(shí)驗(yàn)原理圖溫度

8、計(jì)仿真圖 PCB版圖 秒表仿真圖 實(shí)物圖5 C程序 #include <reg51.h> /頭文件#include <intrins.h>#define uchar unsigned char /宏定義#define uint unsigned intuchar code table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /數(shù)碼管顯示uint tempe; /變量tempebit flag = 1; /定義標(biāo)志位bit flag_1 = 1;int count = 0;sbit DQ=P37; /位定義sb

9、it p=P31;sbit q=P30;void timer0();void int0();void delay1(uint z)/ 延時(shí)函數(shù) uint x,y; for(x=z;x>0;x-) for(y=110;y>0;y-) ;void delay(uint t) /延時(shí)函數(shù)while(t-);void display(void)p=1;P1=tabletempe/10;delay1(20);p=0; /數(shù)碼管1有效P1=0xff；q=1; /數(shù)碼管2有效P1=tabletempe%10;delay1(20);q=0;P1=0xff;void init_ds18b20(voi

10、d) /ds18b20頭文件uchar sample;DQ=1;delay(8);DQ=0;delay(80);DQ=1;delay(8);sample=DQ; /return(sample)帶返回檢測器件響應(yīng)delay(4);void wr_ds18b20(uchar dat)uchar i;for(i=0;i<8;i+)DQ=0;DQ=dat&0x01;delay(4);DQ=1;dat>>=1;delay(4);uchar re_ds18b20(void)uchar i;uchar result;for(i=0;i<8;i+)DQ=0;result>

11、>=1;_nop_();DQ=1;if(DQ)result|=0x80;delay(4);return(result);uchar rd_temperature(void)uchar a,b;init_ds18b20();wr_ds18b20(0xcc);/跳過ROMwr_ds18b20(0x44);/啟動(dòng)溫度測量delay(300);init_ds18b20();wr_ds18b20(0xcc);wr_ds18b20(0xbe);a=re_ds18b20();b=re_ds18b20();b<<=4;b+=(a&0xf0)>>4;return(b)；vo

12、id main() /主函數(shù) timer0();int0();while(1) if(flag = 1) /執(zhí)行顯示溫度的程序TR0 = 0;tempe=rd_temperature();display();delay(1);display();delay(1); else if(flag_1 = 1) /否則執(zhí)行顯示秒表的程序，溫度設(shè)置為0flag_1 = 0; tempe = 0;TR0 = 1; display();void timer0() /時(shí)間函數(shù)EA = 1;TMOD = 0x11;ET0 = 1;TR0 = 0;TH0 = (65535 - 50000)/256;TL0 = (

13、65535 - 50000)%256；void time0() interrupt 1 TH0 = (65535 - 50000)/256;TL0 = (65535 - 50000)%256; count+;if(count=20) count=0; tempe+; if(tempe=100) tempe = 0;void int_0() interrupt 0 flag_1 = 1; flag = !flag;void int0()EA =1; EX0 = 1; IT0 = 1;6 總結(jié)通過本次實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了溫度傳感器的設(shè)計(jì)與制作，更貼近了生活中的應(yīng)用，使我們更加有信心的制作電子產(chǎn)品，在實(shí)驗(yàn)中我們充分的感受到了團(tuán)隊(duì)合作的力量，使我們在團(tuán)隊(duì)合作中進(jìn)步的更