[信息与通信]C51单片机数字温度计设计制作.ppt

数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现C51单片机数字式温度计设计与制作 数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现 第一部分 实际应用 温度是工农业生产中最常用的参数之一近年来，随着家用 电 器、日用装置的自动化、无公害、节能运动的日益发展，特别 是 微控制器的应用，对各类传感器的需求更是大量增加，在30多 种 常用物理量的测量传感器中，对温度传感器的需要量占首位， 大 约占50%左右 如果按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类，一类是 接 触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器接触式温度传 感 器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对 流 原理达到热平衡，这是温度计的是指极为被测对象的温度这 种 测温方法精度比较高，但对于运动的、热容量比较小的、或对 感 温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大误差非接 触 测温的测温原件与被测对象互不接触最常用的是根据辐射热 交 换原理制成的传感器数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现第二部分 项目成果展示数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现图6-1 数字温度计实物参考图数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现 数字式温度计设计与制作 1.任务为某温室大棚设计一个数字式温度计， 以便当棚内温度变化时，能及时提醒工作人 员进行处理，保证温室温度变化在较小范围 。

2.要求 （1）能实现温度数据的采集与记录 （2）能实现各测量值的显示，精度为0.1℃ ，温度范围不超过±55℃ （3）能实现上下限报警数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现 第三部分 基本功能设计数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现具体功能如下： •温度检测：系统能够实时检测大棚温度，温度 分辨率为0.1℃，温度范围为-55℃～+55℃ •温度显示：系统能实时显示大棚温度值，显示 到小数点后一位在设置上、下限报警时，显 示上下限提醒标志 •温度报警：系统能够设置大棚温度范围，当棚 内温度超出设定范围时发生报警 •报警设置：系统能够设置上、下限报警温度值 ，设定精度为0.1℃ 数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现知识要点：（1）DS18B20的使用；（2）蜂鸣器的使用数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现第四部分 知识补充•知识一 数字温度传感器DS18B20的使用介 绍 •知识二 蜂鸣器的扩展 数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现知识一 数字温度传感器DS18B20的使用介绍一、 DS18B20的外观及内部结 构DS18B20数字温度计 是DALLAS公司生产的1- Wire，即单总线器件，具有线路简单， 体 积小的特点。

因此用它来组成一 个 测温系统，具有线路简单，在一 根 通信线，可以挂很多这样的数字 温 度计，十分方便数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现内部框图数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现为了满足测温的灵活性 ， 需要在不同的场合选择不同 的精度，通过对配置寄存器 （CONFIG）的编程即可实 现上述目的，CONFIG的格 式如图6-5所示其中R1、 R0决定温度转换的精度位 数，R1、R0与转换位数、 转换时间的关系如表6-1所 示，如果不对CONFIG编 程，表示默认12位转换精 度 数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现DS18B20中的温度传感 器可完成对温度的测量，以 16位符号扩展的二进制补码 读数形式存储在高速缓存器 的第0、1字节单元单片机 可以通过单总线接口读到该 数据，读取时低位在前，高 位在后如果测得的温度大 于0，这5位为0，只要将测到 的数值乘于0.0625即可得到 实际温度；如果温度小于0， 这5位为1，测到的数值需要 取反加1再乘于0.0625即可 得到实际温度，不同温度与 数字输出的对应关系如表6-3 所示 温度值16进制输出 +125℃07D0H+85℃0550H+25.0625℃0191H+10.125℃00A2H+0.5℃0008H0℃0000H-0.5℃FFF8H-10.125℃FF5EH-10.125℃FF6FH-55℃FC90H数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现DS18B20温度值格式数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现2 2．．DS18B20DS18B20的控制方法的控制方法DS18B20DS18B20与单片机的连接有两种方法：一种是与单片机的连接有两种方法：一种是VDDVDD接接 外部电源，外部电源，GNDGND接地，接地，DQDQ与单片机的与单片机的I/OI/O线相连；另一种线相连；另一种 是用寄生电源供电，此时是用寄生电源供电，此时VDDVDD、、GNDGND接地，接地，DQDQ接单片机接单片机 I/OI/O。

无论是内部寄生电源还是外部供电，无论是内部寄生电源还是外部供电，I/OI/O口线都要接口线都要接 5K5K左右的上拉电阻左右的上拉电阻 寄生 电源 供电 方式外部 电源 供电 方式数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现根据DS18B20的通信协议，主机（单片机）控 制 DS18B20完成温度转换必须经过如下几个步骤： 每 一次读写之前都要对DS18B20进行初始化操作， 初 始化成功后执行一条对ROM的操作指令，然后进 行 存储器（包括SCRATCHPAD RAM和E2RAM）操作 指 令，使DS18B20完成温度测量并将结果存入高速 暂 存器，在此基础上，主机才能读出转换结果 DS18B20共有5条ROM操作命令（见表6-4）和6 条RAM操作命令（见表6-5）数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现3．DS18B20的时序及编程DS18B20与单片机的通信是通过严格的时序来实现的，每次传送数据或命令都是由一系列的时序信号组成 的，共有三种基本时序：初始化时序；写0、1时序；读0、 1时序。

初始化时序如图6-6所示单片机先发一个复位脉 冲，保持低电平时间最少480us，最多不能超过960us 然 后，单片机释放总线，等待DS18B20的应答脉冲 DS18B20在接受到复位脉冲后等待15～60us才能发出应 答脉冲应答脉冲能保持60～240us单片机从发送完复 位脉冲到再次控制总线至少要等待480us 数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现图6-6 DS18B20初始化时序数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现初始化程序： void delay_us（uchar us）//s延时 {while（us--）; } void reset() { dq=1; //dq复位 delay_us（1）; //稍做延时 dq=0; //单片机将dq拉低 delay_us（80）; //精确延时大于480s dq=1; //拉高总线 delay_us（8）; flag=dq; //flag=0初始化成功，flag=1则初始化失败 delay_us（20）; }数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现DS18B20写时序DS18B20写数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现DS18B20写void write_byte（uchar dat） //写一个位 { uchar i; bit onebit; for（i=1;i>1; if（onebit） {dq=0; _nop_(); _nop_(); dq=1; delay_us（5）; }数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现 DS18B20写else { dq=0; delay_us（8）; dq=1; _nop_(); _nop_(); } } }数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现DS18B20读DS18B20读时序数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现DS18B20读bit read_bit() //读一个位 { bit dat; dq=0; _nop_(); dq=1; _nop_(); _nop_(); dat=dq; delay_us（10）; return（dat）; }数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现DS18B20读uchar read_byte()//读一个字节 { uchar value,i,j; value=0; for（i=0;i>1）; } return（value）; }数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现知识二 蜂鸣器的使用蜂鸣器是一种一体化结 构的电子讯响器，采用直流 电压供电。

广泛应用于计算 机、打印机、复印机、报警 器、电子玩具、汽车电子设 备、机、定时器等电子 产品中作发声器件按结构 的不同，蜂鸣器主要分为压 电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器 两种类型 数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现 1．蜂鸣器的结构原理 •压电式蜂鸣器：压电式蜂鸣器主要由多谐 振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣 箱、外壳等组成 •电磁式蜂鸣器：电磁式蜂鸣器由振荡器、 电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成 接通电源后，振荡器产生的音频信号电 流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场 振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下 ，周期性地振动发声数字式温度计设计与制作 单片机编程与实现 2．蜂鸣器驱动由于自激蜂 鸣器是直流电压 驱动的，不需要 利用交流信号进 行驱动，只需对 驱动口输出驱动 电平并通过三极 管放。