基于DS18B20的温度监控系统
24页1、 温度控制器 实 训 报 告 院系:机电工程学院班级:(08)应电一班姓名:王曼学号:2008061683指导老师:杨志帮 目 录第1章 总体设计方案31.1 方案一31.2 方案二31.3 方案比较3第2章 硬件系统方案设计42.1 DS18B20温度传感器简介42.2单片机接口电路设计42.2.1晶振电路52.2.2串口引脚52.2.3 其它引脚52.3键盘控制设计62.4温度测试电路62.5温度控制器件电路72.6七段数码管显示电路 7 27串行口通信电路 8第3章 软件系统分析与设计93.1程序结构分析93.2系统程序流图10第4章 调试 14第5章 分析155.1测试环境155.2测试方法155.3测试结果155.4测试分析15结 论16参考文献16附 录17附录一:完整程序17附录二:电路原理图16第1章 总体设计方案1.1 方案一测温电路的设计,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来。1.2 方案二考虑使用数字温度传感器,结合单片机电路设计,采
2、用一只DS18B20温度传感器,直接读取被测温度值,之后进行转换,依次完成设计要求。1.3 方案比较方案一采用模拟温度传感器,数据处理麻烦,且容易产生信号失真,方案二可以只用一根线实现信号的双向传输,具有接口简单、容易扩展等优点,并且可以挂接多个从机,适用于单片机、多从机构成的系统。DS18B20可以直接温度转换为串行数字信号,供单片机进行处理,具有低功耗、高性能、抗干扰能力强等优点。比较以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计容易实现,故实际设计中拟采用方案二。在本系统的电路设计方框图如图1.1所示。Stc12c5116s2CPUDSP18B20温度芯片键盘电路LED显示报警电路继电器PC机电源图1.1 温度计电路总体设计方案第2章 硬件系统方案设计2.1 DS18B20温度传感器简介DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,它具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点,特别适合用于构成多点温度测控系统,可直接将温度转化成串行数字信号(按9位二进制数字)给单片机处理,且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片,它具有三引脚TO-92小体积
3、封装形式,温度测量范围55125,可编程为912位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出,其工作电源既可在远端引入,业可采用寄生电源方式产生,多个DS18B20可以并联到三根或者两根线上,CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。从而可以看出DS18B20可以非常方便的被用于远距离多点温度检测系统。图2.1温度芯片DS18B202.2单片机接口电路设计DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式,如图3.1所示单片机端口接单线总线,为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个三极管来完成对总线的上拉。本设计采用电源供电方式, P2.2口接单线总线为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个上拉电阻和stc12c5a16s2的P2.2来完成对总线的上拉。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D变换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为
4、10 s。采用寄生电源供电方式是VDD和GND端均接地。由于单线制只有一根线,因此发送接收口必须是三状态的。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤:l 初始化。l ROM操作指令。l 存储器操作指令。2.2.1晶振电路单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容,中间再并个12MHZ的晶振,形成单片机的晶振电路。图2.2.12.2.2串口引脚 P0口接9个2.2K的排阻然后接到显示电路上。P2.2温度传感器DS18B20如图2.2.2所示。 图2.2.2 DS18B20与单片机的接口电路P3.6引脚接继电器电路的4.7K的限流电阻上;P1口中P1.4、P1.5、P1.6、P1.7分别接到显示电路的三极管上,P3.2接蜂鸣器电路,P1.3接到发光二极管上;P2口接到按键电路。2.2.3 其它引脚 ALE引脚悬空,复位引脚接到复位电路、VCC接电源、VSS接地、EA接电2.3键盘控制设计单片机应用系统中除了复位按键有专门的复位电路,以及专一的复位功能外,其它的按键或键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。 键开关状态的可靠输入 :为了去抖动我采用软件方法,它是在检测到有
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