基于DS18B20设计的多点测温系统_刘卫
基于DS18B20的多点温度测量系统设计
一、绪论1.1 课题来源温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。
人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科都离不开温度。
在工业生产和实验研究中，在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对环境温度进行控制。
比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。
炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品；没有合适的温度环境，许多电子设备不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。
可见，研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。
随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。
本设计要求系统测量的温度的点数为4个，测量精度为0.5℃，测温范围为-20℃～+80℃。
采用液晶显示温度值和路数，显示格式为:温度的符号位,整数部分,小数部分,最后一位显示℃。
显示数据每一秒刷新一次。
1.2 课题研究的意义21世纪科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。
对于本次设计，其目的在于：（1）掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、使用特点和方法，利用C51对系统进行编程。
（2）本课题综合了现代测控、电子信息、计算机技术专业领域方方面面的知识，具有综合性、科学性、代表性，可全面检验和促进学生的理论素养和工作能力。
基于ds18b20的多点测温.
基于DS18B20的单总线多点测温系统、摘要：本文主要介绍了一个基于DS18B20单片机的测温系统，详细描述了传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。
对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时有温度传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时作出决定。
在这样的形式下，开发一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要关键词：DS18B20，AT89c51，多点测温一、任务分工：表1—1 任务分工表二、功能描述：1.使用前程序读取序列号，一次性写入代码中。
此系统写入了三个传感器的序列号。
2.上电，显示“welcome”开机画面。
3.按键1功能选择键，可以选择显示相应的节点，显示所有节点温度，显示平均温度。
4.按键2确认键，按键1选择相应的界面后，按确认键，，同时对传感器进行数据采集，并显示温度。
三、方案选择：一）总线方案：方案一：单端口单总线的多点测温典型应用如图所示，所有DS18B20并联后其数据线连接到处理器的一个端口线上，显著特点是只占用单片机的一个端口。
每个DS18B20内部均有一个唯一的64位序列号，在工作之前先将主系统与DS18B20逐个连接，分别读出序列号并存储在单片机中，根据序列号就可以对同一总线上多个DS18B20进行识别控制，分别读取其温度。
基于DS18B20的单片机设计(多点测温)
目录一、系统硬件部分设计 (2)1．系统总体设计方案 (2)（1）系统的技术指标 (2)（2）温度测量方案 (2)（3）系统方案及元件的选择 (3)2．系统的工作模块 (4)（1）AT89C51芯片 (4)（2）LCD显示 (5)（3）温度采集模块 (5)（4）声光模块 (5)（5）驱动模块 (6)3．系统电路原理图 (7)二、系统软件部分设计 (8)1．系统软件设计方案 (8)（1）主程序流程图 (8)（2）显示模块流程图 (9)（3）温度采集模块流程图 (9)2．程序清单 (10)三、系统仿真过程及结果 (11)1.Keil编译及仿真 (11)2.Proteus仿真 (12)四、系统实物制作与调试 (15)1．系统实物器件清单 (15)2．实物制作过程 (15)3．系统调试过程与功能实现 (16)（1）实验中遇到的问题和解决方案 (16)（2）系统的功能实现 (16)五、心得体会： (17)六、参考文件 (18)附录 (19)附录一（系统实物器件清单） (19)附录二（源程序） (21)一、系统硬件部分设计1．系统总体设计方案如图1所示:图1系统方案本设计目的在于通过测量温度来判断外部设备是否工作，以维持室温的恒定，于是我们测温模块DS18B20来采集不同地方的温度，通过单片机89C51来判断温度是否在设定范围内，并输出到显示模块LCD1602，显示温度数值。
如果温度在可控范围内，LED灯将显示正常工作，蜂鸣器不工作；如果温度超过设定值，系统将驱动降温模块，电机将开始运转，LED灯显示超温工作，蜂鸣器报警；如果温度低于设定值，系统将驱动升温模块，电阻丝将开始通电，将电能转化成热能，LED灯将显示红色报警，蜂鸣器报警。
（1）系统的技术指标利用DS18B20和AT89C51设计一个温度测量系统,系统功能：实现三点温度检测，用LCD显示温度；温度测量范围：-55℃~125℃，精度0.1℃。
设定温度上下限，当温度高于上限值或低于下限值时，系统能自动驱动降温与升温设备工作。
基于DS18B20的多点温度测量系统的设计与制作
设计中采用的主要元器件简介 温度传感器——DS18B20 温度传感器 液晶显示屏——LCD1602 液晶显示屏 单片机芯片——STC89C52 单片机芯片
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
设计方案
单片机驱动电路
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
工作时的显示屏
基于DS18B20的多点温度测量系 统的设计与制作
- END 学 生：刘慧灵 指导老师：安玉磊 指导老师：
软件程序设计
开始
调用初始化子程序 温度是否超 出设定范围？ 出设定范围 ？
Y N
调用温度报警程序 读取温度数据 调用LCD显示程序 显示程序 调用 调温度处理子程序
结束
程序主函数
void main() //主函数 主函数 { do { tmpchange1(); tmpchange2(); deal(temp1,temp2); display(tmp1(),tmp2()); } while(1); }
基于DS18B20的多点温度测量系 统的设计与制作
学 专 姓 院： 业： 名： 刘慧灵 安玉磊 信息学院 测控技术与仪器 学 职 号： 080107011039 称： 助教
指导老师：
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
硬件部分简介 软件部分简介 实物展示
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
课题研究的现状及意义 课题研究的现状及意义 在实际工业生产及日常生活中， 在实际工业生产及日常生活中，为了避免 局部的温度过高或过低， 局部的温度过高或过低，需要对某个空间 内多个点的温度进行监测， 内多个点的温度进行监测，如在粮库测温 系统、智能建筑自控系统、冷库测温系统、 系统、智能建筑自控系统、冷库测温系统、 中央空调系统等多种系统中都需要多点温 度测量。为了改善监测人员的工作条件， 度测量。为了改善监测人员的工作条件， 监测人员一般需要远离监测对象。因此， 监测人员一般需要远离监测对象。因此， 多点温度远程监测在实际生产中具有重要 的应用价值。 的应用价值。
基于DS18B20的多点温度测量系统
基于DS18B20的多点温度测量系统关键词：SCM; DS18B20;温度检测; C51。
摘要在本设计中，以AT89C51单片机为核心，KEIL作为系统开发平台，C51语言是用来设计程序。
多点温度测量系统的设计与DS18B20的智能温度传感器。
根据Proteus的仿真平台，该系统实际操作的数据结果进行了分析。
这种设计没有采用DS18B20的通常1-wire总线结构，但使用51单片机的并行端口。
在同一时间被快速读出的4个DS18B20传感器的温度。
因此，它在多点温度测量实现了快速准确的识别和处理多个传感器的系统，而这种分布式温度测量系统具有接口操作简单，精度高，抗干扰能力强，工作稳定等优点。
介绍该系统采用美国DALLAS半导体公司推出的DS18B20智能温度传感器来测量温度。
与传统的热电偶电阻相比，温度值可以直接读出，以及9〜12位的数字值读数可以通过编程根据实际需求来实现。
温度范围：-55〜125℃，精度可达0.1℃，不需要A / D转换且温度值可以直接转换为数字。
支持多点网络功能，多个DS18B20可以并联在三个网络做多点温度测量。
使用LCD1602可以实现实时多点温度同时显示，并且效果明显。
DS18B20的测温原理A、DS1820的特点[1]·单线接口：只是一条线与单片机连接·无外围元件·通过总线提供电源·温度范围为-55℃〜75℃，测量精度可以达到0.5℃·温度读数有九位·A / D转换时间为200ms·用户自行设定温度报警上下限，其值是非易失性·报警搜索命令可以识别哪些DS1820是在超高温极限。
B、DS18B20的引脚和功能（参见图1）·GND：接地;·DQ：数据输入/输出引脚（单线接口寄生电源）;·VDD：电源电压。
C、DS18B20内部温度存储格式当接收到DS18B20温度转换命令，转换开始。
推荐-基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计 精品
石家庄铁道大学四方学院基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计The Design ofVegetable Greenhouse Multi-point Temperature Measurement System Based onDS18B20完成日期 20XX年5月15日成绩单摘要温度是影响蔬菜大棚内作物生长的重要因素，温度过高或过低，都会影响蔬菜的生长。
传统的温度控制是用温度计来测量，并根据此温度人工来调节其温度。
但仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。
为此，现代的蔬菜大棚管理中通常需要温度自动检测控制系统，对蔬菜大棚内的温度进行实时检测控制，以使蔬菜大棚内的作物保持在最佳的生长状态。
本文介绍了基于AT89C51单片机和10个DS18B20传感器的蔬菜大棚多点测温系统。
其中DS18B20为温度采集模块, AT89C51单片机作为主要控制器，并配合数码管显示电路，按键控制电路，温度上下限调整电路，声光报警等电路实现10点单总线多点温度的检测、显示、温度上下限可调的温度检测系统。
通过按键对单片机的工作状态进行控制，确定其工作在测温状态、报警状态、还是设定状态。
按键设定温度上下限，以适应不同种类、不同生长时期作物生长所需最适温度的要求。
在系统设计过程中充分考虑性价比，选用价格低、微功耗、性能稳定的元器件。
该温度测量仪具有连接点数多，传输距离远，扩展方便，便于构成采集系统及价格低廉等优点，非常适用于多点蔬菜大棚的温度检测，能够方便准确地显示蔬菜大棚内的温度，且省时省力。
能有效保证蔬菜的正常生长，为蔬菜的生长提供稳定的环境场所。
关键词：温度DS18B20 单总线多点蔬菜大棚AbstractTemperature is an important factor to affect crop growth in the vegetable greenhouse. The temperature will affect the growth of vegetables when it is too high or too low. Traditional temperature control with a thermometer to measure the manual is to adjust the temperature according to this temperature. However, merely relying on the manual control not only waste the labor force but also prone to error. To this end, modern vegetable greenhouse management usually requires automatic temperature control system is detected. The real-time detection and control of temperature in the vegetable greenhouse will keep the vegetable greenhouse crops maintaining an optimal growth state.This paper introduces the vegetable greenhouses multi-point temperature measurement system based on AT89C51 microcontroller, C language, and 10 DS18B20 sensor. DS18B20 is the temperature acquisition module. AT89C51microcontroller as the main controller with the display circuit and digital key control circuit, the lower limit on the temperature adjustment circuit, sound and light alarm circuit is the system. The temperature detection system can realize the 10 points temperature detection, display and adjustment by a single bus.The keys control the working status of the microcontroller to determine its work in the temperature status, alarm status, or set the state. The buttons is to set the temperature lower limit to acmodate the types of different growth stages of crop growth and the optimum temperature required. Fully considering the cost-effective in the system design process I selected low price, micro-power consumption and stable performance ponents. The temperature gauge has a number of connection points, the transmission distance; the expansion is convenient, easy to form a collection system and the advantages of low prices. The system is ideal for multi-point temperature of the vegetable greenhouses detection. It can easily and accurately shows the temperature inside the vegetable greenhouses. What’s more, It effectively guarantee the normal growth of vegetables and provide a stable environment for the growth of vegetables places.Key words：Temperature DS18B20Multi-point by a single bus Vegetable greenhouse目录4.3DS18B20时序及有关程序 (20)致谢第1章绪论1.1研究的背景及意义近年来，随着我国农业科技的发展，蔬菜大棚技术得到了广泛的普及应用，温室大棚数量日渐增多。
基于DS18B20的多点温度检测系统
棚 等 多种 系统 中都 需要 多点的 温 度 检测 。 因 温 敏 元 件 、 Ａ／ Ｄ转 换 器 、 存 储 器 等 做 在 一 图１ 所示。 此， 多点温 度 检 测 系统 的高 效 率 和低 成 本 对 个 很 小 的 集 成 电路 芯片上 ， 传 感 器直 接 输 出 系 统 以 单 总 线 的 形 式 挂 接 多 个 传意 义 。 传 统 的温 度 检 的 是 温 度 信 号数 字值 。 它具有微型化、 低 功 于 Ｍ ＣＵ的 某 一 Ｉ ／ ｏ端 口。ＭＣＵ通 过 单 总 测 系统 大 都 以热 电阻 、 热 电偶 为 传 感 器 ， 将 率 、 高性 能 、 抗干 扰 能 力强 、 电压 范 围宽 、 易 线 完 成 于 传 感 器 节 点 的 通 讯 ， 主 要 工 作 包 被 检测 的 模 拟信 号放 大 、 调 理 及Ａ／ Ｄ转换 ，
基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计 精品
石家庄铁道大学四方学院毕业设计基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计The Design ofVegetable Greenhouse Multi-point Temperature Measurement System Based onDS18B20完成日期 2012年5月15日毕业设计成绩单学生姓名学号班级专业毕业设计题目基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计指导教师姓名刘成群指导教师职称工程师评定成绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年月日毕业设计任务书题目基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计学生姓名学号班级专业承担指导任务单位电气工程系导师姓名刘成群导师职称工程师一、基本要求用数字温度传感器18B20实现10点以上环境温度检测，单片机分析各点数据，显示出各温度点数值，并能实现温度超限报警。
此系统可应用于对环境温度检测要求比较高的场合，如家庭温度检测，粮仓温度检测、蔬菜大棚等。
要求做出实物。
二、技术参数和要求1）系统供电电压：DC5V。
2）检测精度：1度。
3）将18B20的信号线连在一起，用单片机的一个I/O口实现所有器件的读，实现真正的一线传感器。
4）四个数码管（两位显示地点编号，两位显示温度），三个指示灯（报警灯，设定指示灯，工作状态灯），四个按键。
5）工作状态。
1. 间隔3秒循环显示各点温度，工作状态灯闪烁。
2. 固定显示某点温度，工作状态灯常亮。
6）可以设定各点报警温度值。
7）某一个地点产生报警后，报警灯闪烁，蜂鸣器响，数码显示报警地点编号和温度，若是有多点报警则间隔2秒循环显示。
三、系统结构整体可分为五部分:单片机、传感器、按键、数码管、声光报警。
1）单片机负责温度数据采集并进行分析处理。
2）按键决定系统的工作状态。
3）数码管显示部分，负责显示数据。
4）声光报警温度超限时给予报警。
四、应收集的资料及参考文献1）裴清华.基于AT89C51单片机的蔬菜大棚控制系统[J];计算机与现代化;2010年01期2）高峰.单片微型计算机原理与接口技术[M].科学出版社,2007-4.104~131.3）包敬海;樊东红;陆安山;龚文锋.基于DS18B20的多点体温检测系统的研究[J];自动化与仪表;2010年02期五、进度计划第1周：收集资料，完成开题报告。
基于DS18B20的多点式无线温度测量仪的设计与实现
基于DS18B20的多点式无线温度测量仪的设计与实现基于DS18B20的多点式无线温度测量仪的设计与实现一、绪论近年来，随着物联网和无线通信技术的迅猛发展，温度测量仪器的无线化越来越受到人们的关注。
因为温度是很多领域中必须监测的关键参数，例如工业生产、农业、医疗和环境监测等领域。
本文基于DS18B20传感器，设计并实现了一种多点式无线温度测量仪，具备高精度、远距离传输和多节点测量的特点。
二、设计方案1. 系统框图本文的多点式无线温度测量仪由多个测量节点、中心控制器和无线通信模块组成。
每个测量节点都装配有DS18B20传感器，用于采集温度数据，然后通过无线通信模块发送给中心控制器。
中心控制器负责接收并处理所有测量节点的数据，并将数据通过无线通信模块发送到上位机上进行显示和记录。
2. 硬件设计每个测量节点的硬件设计主要包括DS18B20传感器、单片机和无线通信模块。
DS18B20传感器是一款数字温度传感器，具有高精度和抗干扰能力。
单片机作为控制核心，负责采集传感器数据并进行无线通信模块的控制。
无线通信模块选择了低功耗蓝牙模块，以满足长距离传输和低功耗的要求。
3. 软件设计软件设计主要包括单片机程序和上位机程序的编写。
单片机程序通过配置DS18B20传感器的工作模式，并读取传感器的温度数据。
然后，将温度数据通过无线通信模块进行传输。
上位机程序负责与中心控制器进行通信，接收并解析传感器的数据，并将数据以图表和数据表的形式进行显示和记录。
三、实现过程1. 硬件实现首先，搭建硬件平台，包括连接DS18B20传感器、单片机和无线通信模块。
然后，根据硬件接口进行连接，并对DS18B20传感器进行合适的引脚设置和供电。
最后，完成硬件平台的搭建和连接。
2. 软件实现编写单片机程序，实现对DS18B20传感器的配置和数据读取，并通过无线通信模块进行数据传输。
编写上位机程序，实现与中心控制器的通信和数据解析，以及数据的显示和记录。
基于DS18B20的多路温度检测系统
基于DS18B20的多路温度检测系统的设计与实现摘要为了达到测量和检测多处温度值，就要求主系统连接多个温度传感器，由于主系统和配件之间连接器上的空闲引脚通常极为有限，要想在不增加连接器复杂度和成本的条件下给系统增加外设识别和控制功能就成为一项极具挑战性的任务。
作为拥有1-Wire 的DS18B20器件能够满足这些要求。
本设计采用多个DS18B20连接在于同一条单线总线上，这可以在许多不同的地方放置多个DS18B20温度传感器进行温度检测。
通过用单片机来实现对多个DS18B20的控制，从而实现温度检测，实现报警。
显示部分采用了七段数码显示管进行显示，可同时对时间和温度进行显示方便观察。
键盘通过对89C51的P1口直接编程来实现。
关键词：1-Wire；串行总线;七段数码显示管；温度测量The design and implementation of the multi-temperature detection system based onDS18B20AbstractIn order to achieve measurement and testing various temperature，It requires the main system linked to a number of temperature sensors，As the main system and accessories between the connector pins are usually very limited spare，not to increase the connector complexity and cost of the conditions to increase the peripheral system to identify and control has become one of the greatest challenges of task.As with 1 - Wire the DS18B20 device can meet these requirementsThis design uses a number of DS18B20，what connected with a one-way bus，which can in many different places at various DS18B20 temperature sensor to detect temperature.To achieve through the use of multiple DS18B20 control，thus realizing the temperature detection，and alarm.Demonstrate a part having adopt seven section of digital display tube to carry out the convenient observation demonstrating，but carrying out display on time and the temperature at the same time.89C51 keyboard through the P1 port direct programming to achieve.Key words: 1-Wire; Serial Bus ; Seven section of digital display tube; temperature survey目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (5)1.1概述I2C总线的应用 (5)1.2概述单总线的应用 (5)1.3本设计的结构安排 (6)2 串行总线 (7)2.1I2C总线 (7)2.1.1 I2C总线工作原理 (7)2.1.2 I2C总线数据传送 (7)2.2单总线 (8)2.2.1 单总线多节点系统 (8)2.2.2 单总线数据通信 (9)3 硬件设计 (10)3.1本设计系统结构框图 (10)3.2系统的原理图 (11)3.3单片机及其管脚说明 (12)3.4用I/O口实现I2C总线协议 (13)3.5DS18B20的读写程序和单总线协议的实现 (14)3.6单片机外围电路 (18)3.6.1 键盘 (18)3.6.2 报警 (19)3.7三极管的简介 (19)3.8七段数码显示管 (20)3.9看门狗的原理 (22)3.10晶振电路原理 (23)4软件设计 (24)4.1工作方案简介 (24)4.2主程序流程图 (25)4.3功能模块 (26)4.4由DS18B20完成温度检测模块 (26)4.5由DS1338完成时间读取模块 (31)4.6单片机外围电路元件模块 (34)4.6.1 键盘模块 (34)4.6.2 报警模块 (36)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录 (36)1 绪论在单片机应用系统中,要处理的数据不仅很多,而且很重要时,通常的做法是用并行口扩展单片机外部数据存储器芯片。
基于DS18B20的智能测温系统的设计
基于DS18B20的智能测温系统的设计一、本文概述本文旨在探讨基于DS18B20的智能测温系统的设计与实现。
DS18B20是一款常用的数字温度传感器，具有测量准确、稳定性好、抗干扰能力强等特点，因此在许多领域，特别是温度监测和控制系统中得到了广泛应用。
本文将首先介绍DS18B20传感器的基本工作原理和特性，然后详细阐述如何利用该传感器构建一个智能测温系统。
在系统设计方面，本文将关注硬件电路的选择与搭建、软件编程实现、以及系统的整体架构。
硬件设计将包括DS18B20与微控制器的连接电路、电源电路、显示模块等关键部分。
软件编程将实现温度数据的读取、处理、显示以及可能的远程传输等功能。
同时，还将讨论如何通过软件算法提高测温精度和响应速度，以满足实际应用需求。
本文还将探讨系统的可靠性、稳定性和扩展性等问题。
通过合理的硬件和软件设计，确保系统能够在各种环境下稳定运行，并具备一定的故障自诊断和处理能力。
通过预留接口和扩展功能，使系统易于升级和维护，以满足不断变化的用户需求。
本文将全面介绍基于DS18B20的智能测温系统的设计过程，包括硬件搭建、软件编程、系统架构等方面，旨在为相关领域的工程师和研究者提供参考和借鉴。
二、1820传感器原理及特性DS18B20是一款由美国Dallas半导体公司开发的单总线数字温度传感器，具有测量温度范围宽、精度高、抗干扰能力强、接口简单、使用方便、封装形式小、可组网使用等优点，因此在各种测温场合中得到了广泛的应用。
DS18B20传感器的工作原理基于热敏电阻的温度-电阻特性。
其内部包含一个热敏电阻和一个8位的模数转换器（ADC），热敏电阻的阻值会随着温度的变化而变化，这个变化被ADC转换成数字信号，然后通过单总线接口输出。
DS18B20具有独特的单总线接口方式，只需一个端口引脚就能与微处理器通信，简化了硬件电路的设计。
DS18B20还具有温度报警功能，当温度超过预设的阈值时，可以通过单总线向微处理器发送报警信号。
基于DS18B20的多点温度测控系统
基于DS18B20的多点温度测控系统作者：俞云强来源：《数字技术与应用》2013年第08期摘要：DS18B20是一种单总线、高精度的数字式温度传感器。
本文介绍了由DS18B20和单片机组成的多点温度测控系统的硬件电路及软件设计。
该系统电路简单、运行可靠、用途广泛。
关键词：温度测控 DS18B20 单片机中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0011-021 引言在工农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制是非常重要的。
传统的测温系统采用热电偶、热电阻类温度传感器，它们将温度值转换为电动势或电阻值的变化，这些模拟信号要经过远距离采样、调理和模数转换后才能进入单片机处理，要获得较高的测温精度，还必须采用措施解决由长线传输，多点切换及放大器零点漂移等造成的误差补偿问题。
因此这样构成的系统硬件复杂、调试困难、成本较高。
采用数字温度芯片DS18B20测量温度，其输出值可直接进入单片机处理及控制，组建的测温系统的电路简单、抗干扰性能好、适合于恶劣环境下的温度测控。
2 多点测温系统的组成本系统采用主从分布式结构，由一台上位机（PC机）和多台下位机（AT89C52单片机）组成两级分布式多点温度测控系统。
一台下位机可完成8路温度的测量和控制。
上位机与下位机间采用RS-232串行通讯连接，通过上位机控制下位机进行现场温度采集和开关信号输出，控制继电器的通断，再由继电器触点控制现场制冷或加热设备工作，从而调节各点温度值。
温度值既可以送回上位机进行数据处理，由显示器显示。
也可以由下位机单独工作，通过LED 显示器实时显示当前各点温度值，系统的组成如图1所示。
3 硬件系统设计3.1 温度检测系统采用的测温传感器DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产的数字式温度传感器。
全部传感元件及转换电路集成在一块芯片内，现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，CPU只需一根端口线就能与多片DS18B20通信。
基于DS18B20的多点温度
毕业设计说明书基于DS18B20的多点温度测量系统设计盐城工学院本科生毕业设计说明书（2009）基于DS18B20的多点温度测量系统摘要：温度是工业生产重要的生产环境。
在生产过程中往往需要保持一个精确的温度环境，然而由于外界的大环境影响，生产温度无时不刻的变化着，工业生产可能出现质量问题，严重影响产品质量，甚至会造成重大事故。
因此，温度能否精确的测量是工业生产一个重要的任务。
针对传统传感器多点温度测量速度慢、精度较差等问题，设计了以DS18B20传感器和AT89S52芯片为核心的新型温度多点温度测量系统。
系统采用单总线传感器网络的设计思想。
其中温度传感器都以智能终端的形式挂接到单总线上，单总线汇总到一起，由一台数据采集集中控制，每台数据采集器负责一定区域内的温度监测。
从而大大简化了多点温度测量系统的硬件设备、设计原理及外部接线方式，并有效的提高了温度测量的精度及分辨率。
通过与传统传感器的对比，分析了造成传统温度传感器精度不准的原因和新型传感器测量系统的优势所在，同热电阻检测方法相比在电路的简化、体积的减小、便于网络化方面都有了相当大的改进。
并介绍了由DS18B20温度传感器和AT89S52单片机组成的多点温度测量系统在实际运用中出现的应用问题，提出了解决提高温度测量速度、精度和测量分辨率，识别现场测温点的方法和途径。
关键词：DS18B20；温度传感器；单总线；多点温度测量盐城工学院本科生毕业设计说明书（2009）Design of multi-point temperature measurement systembased on DS18B20Abstract：Temperature is important in industrial production of the production environment. In the production process often required to maintain a precise temperature environment, however, due to the impact of external environment, the production temperature is constantly changing, industrial production quality problems that may arise, it may even cause a major accident, so accurate temperature measurement is an important industrial production tasks.Because of the traditional multi-point temperature measuring device has exposed some problems, slow speed and poor precision. In order to solve these problems, a new temperature survey system which is based on DS18B20 sensor and AT89S52 CPU chip has been designed. The system adopts 1-Wire sensor net technique. Many sensors are connected to 1-Wire bus as intelligent terminals. The data collection station gathers all buses. Each data collector is responsible for a region. The kernel of data collector is MCU. It has greatly simplified the hardware of multi-point temperature measurement system, as well as its design theory and external wiring method. Moreover, it has effectively increased the precision and resolving power of temperature measuring.Through the comparison with traditional sensors.This temperature monitoring system is furtherimproved compared with thar of the thermistors in circuit and volume as well as web. Meanwhile, an introduction on the problems occurred during the application of multi-point temperature measurement system composed by DS18B20 temperature sensor and AT89S52 has also been made, followed by a recommended solution and method for increasing the temperature monitoring speed, precision and resolving power, as well as identifying the filed temperature monitoring point.Key words：multi-point temperature measurement system；Sole bus；DS18B20；Temperature sensor基于DS18B20多点温度测量系统设计目录1 概述 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2课题研究意义 (2)2 系统硬件设计 (3)2.1系统电路设计整体思路 (3)2.2数据采集模块 (3)2.2.1 DS18B20的特点 (3)2.2.2 DS18B20内部结构及功能 (4)2.2.3 DS18B20测温原理 (10)2.2.4 DS18B20工作过程 (10)2.3AT89S52单片机 (12)2.3.1单片机发展综述 (12)2.3.2 单片机选择 (12)2.3.3 AT89S52引脚说明 (13)3.3.4 AT89S52特殊工作方式 (15)2.3.5 AT89S52存储器编程................................................. 错误！未定义书签。
基于DS18B20的多点温度检测系统
基于DS18B20的多点温度检测系统绪论1.1 设计背景和意义温度是一个反映物体冷热程度的物理量。
温度的检测和控制在当代日常生活和工农业生产工程中有着越来越广泛的应用，要求也越来越高[1]。
在冶金、化工等工业生产过程中，广泛使用的各种加热炉、反应炉等，都要求对温度进行严格控制。
在日常生活中，电烤箱、微波炉、电热水器等电器也需要进行温度检测与控制[2],而且现在越来越多的地方用到多点温度测量，比如冰箱的保鲜层和冷冻层是不同的温度,这就需要多点的测量和显示可以让用户直观的看到温度值，并根据需要调节冰箱的温度。
它还在其他领域有着广泛的应用，如：消防电气的非破坏性温度检测，空调系统的温度检测等。
温度检测系统应用十分广阔[3]。
1.2 国内外同类设计概况目前多点温度检测系统在国内各行各业的应用已经十分广泛，但从国内生产的多点温度检测仪器来讲，发展水平仍比较落后，和德国、美国等发达国家相比有着很大差距。
采用51单片机来对温度进行检测和控制，不仅具有成本低廉、控制方便和灵活性大等优点，而且可以提高被控温度的技术指标，从而提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的处理问题是一个工业生产中经常会遇到的问题[4]。
1.3 本课题要解决的问题和方法本文基于AT89C51单片机，由两片DS18B20温度传感器采集环境温度，两片DS18B20温度传感器采用单总线连接方式，统一连接于单片机的同一IO口，由LCD1602将采集的温度实时显示出来，当温度超过设定的温度值范围，单片机控制外围电路中的蜂鸣器产生报警，并且利用max232实现与上位机的通信。
因此主要电路包括：单片机系统电路，温度采集电路，温度显示电路，上位机通信电路，报警电路等组成。
2 系统总体设计2.1 系统方案的选择该设计主要由温度测量，数据采集和数据处理部分组成，实现方案有很多种，下面将列出两种经常用到的实现方案。
2.1.1 设计方案一采用热敏电阻传感器。
随着环境温度的变化，热敏电阻的阻值也发生线性变化，电阻两端的电压也随着电阻的线性改变而发生相同的变化，用处理器采集电阻两端的电压，然后根据公式计算出当前的环境温度值。
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第14卷第2期2007年6月长沙民政职业技术学院学报Journal of Changsha Social Work College Vol 114No 12Jun 12007基于DS18B20设计的多点测温系统刘 卫 刘定良(长沙民政职业技术学院,湖南长沙 410004)[摘 要] 多点温度测量系统在工程项目中应用越来越广泛。
文中介绍了基于DS18B20数字温度传感器设计的10点测温系统、DS18B20的基本特性、系统硬件电路的连接及软件的设计流程。
[关键词] 温度传感器;DS18B20;AT89C52;多点测温[中图分类号] T N710 [文章标识码] A [文章编号] 1671-5136(2007)02-0092-04The M ulti -spot Te m pera ture Survey Syste m Ba sed on D esi gn i n g of D S 18B 20L I U wei L I U D ing -liang(Changsha s ocial work college ,Changsha,Hunan 410004)Abstract: The multi -s pot te mperature survey system is more and more widely app lied in the engineering p r oject 1This article intr oduces a syste m that can survey 10dr op s,which is based on designing of DS18B20digital te mperature sens or 1The basic char 2acteristic of DS18B20,the syste m hard ware circuit connecti on and the s oft w are design p r ocedure are intr oduced e mphatically in this article 1Key words: temperature sens or;DS18B20;AT89C52;multidr op te mperature measure ment [收稿日期] 2007-04-15 [作者简介] 刘 卫(1974-),男,湖南湘乡人,长沙民政职业技术学院电子信息工程系教师、湖南大学硕士研究生;刘定良(1965-),男,湖南湘乡人,长沙民政职业技术学院电子信息工程系副教授。
主要研究方向:计算机控制技术。
前言随着科学技术的不断进步与发展,温度控制在工业控制、电子测温计、医疗仪器、家用电器等各种温度控制系统中广泛应用,且由过去的单点测量向多点(multidr op )测量发展。
目前温度传感器有模拟和数字两类传感器,为了克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A /D 转换器的弊端,大多数多点测温控制系统采用数字传感器,并大大方便了系统的设计。
比较有代表性的数字温度传感器有DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635、S MT160230等。
本文主要介绍了数字温度传感器DS18B20的特性、使用方法以及在多点测温控制系统中利用AT89C52进行的多点测温处理。
11系统构成系统分为现场温度数据采集和上位监控计算机两图1 多点温度控制系统结构图部分。
图1为系统的结构图。
下位机主要由微处理器AT89C52、采集温度的10组温度传感器、键盘、显示电路、存储器、报警电路、RS485通信接口组成,并且下位机可以脱离上位计算机而独立工作,微处理器AT89C52把10组温度传感器所采集到的数据存放在存储器中,通过对采集到的数据进行分析处理实现控制。
系统中设计上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理,上位机与下位机的数据传送接口采用RS485接口,通过计算机可进行全面的管理和控制,完成数据记录,打印报表等工作。
111 DS18B20数字温度传感器DS18B20数字温度传感器是DALLAS半导体公司的一种新型“一线器件”产品,它具有体积小、适用电压宽、接口方便、传输距离远等特点。
主要性能特点有:①采用单总线专用技术,既可通过串行口线,也可通过一根I/O口线与微处理器接口,无须经过A/D变换电路,直接输出被测温度值(9位二进制数,含符号位);②测温范围为-55℃～+125℃,测量温度最小分辨率为010625℃,可实现高精度测温;③内含64位激光光刻(lasered)只读存储器RO M,其中开始8位为产品系列号28H,接着48位为唯一产品序列号,最后8位为前56位的CRC纠错码;④内部存储器包括1个高速暂存RA M和非易失性的电可擦除EEPRO M,分别用于存放被测温度值、用户设定各路温度的上、下限值等;⑤适配各种单片机或系统机;⑥内含寄生电源。
DS18B20高速缓冲存储器共9字节(如表1),前2字节为测得的温度值,以补码形式存放,其中第0个字节为温度的低8位,第1个字节为温度的高8位。
第2个字节和第3个字节为用户设定的温度上下限值存放;第4个字节保存上电复位后的一些配置信息,并保证上电复位时被刷新;第6、7、8个字节用于内部计算;第9个字节为冗余检验字节。
由于采集到的温度自动转换成2字节数值后存放在高速暂存RAM中,故读取温度信息字节中的内容,再经过相应地转换就可得到对应的温度值。
如表2所示列出了温度与温度字节间的对应关系。
表1 DS18B20高速缓冲寄存器分布字节地址寄存器内容字节地址寄存器内容0温度值低位(LS Byte)4配置寄存器1温度值高位(M S Byte)5-7保留2高温限值(TH)8CRC校验值3低温限值(T L) 表2 温度值与温度字节之间的对应关系温度值(℃)温度字节MS B(高字节)LS B(低字节)十六进制+125000001111101000007D0 +101125000000001010001000A2 -1011251111111101011110FF5E -551111110010010000FC90 注:温度=十六制数×010625℃ 21系统硬件电路设计211 DS18B20与单片机的接口电路如图2所求,DS18B20与单片机AT89C52连接非常简单,只需将DS18B20信号线与单片机一位I/O线相连(图中采用P17),且一位I/O线可连接多个DS18B20,以实现单点或多点温度测量。
为了使DS18B20采集温度时误差尽量小,提高抗干扰能力,本设计供电方式选用外加电源方式。
在实际应用中,传感器与单片机的距离往往达几十米到几百米,传输线的寄生电容对DS18B20的操作也有一定的影响,所以往往在接口的地方稍加改动,以增加芯片的驱动能力和减少传输线电容效应带来的影响,达到远距离传输的目的。
图2 系统硬件电路简图表3 ROM指令表指令指令代码功 能读33H读DS18B20温度传感器ROM中的编码(即64位地址)符合55H发出此命令之后,接着发出64位ROM编码,访问单总线上与该编码相对应的DS18B20使之作出响应,为下一步对该DS18B20的读写作准备。
搜索OF0H用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数和识别64位ROM地址。
为操作各器件作好准备。
跳过OCCH忽略64位ROM地址,直接向DS18B20发温度变换命令。
适应于单片工作。
告警搜索OECH执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。
212 键盘及报警电路键盘电路主要通过编程完成设置、查询等功能,如对温度值进行标定设置,对各路传感器采集温度值显示的定时时间设置,给每一路传感器设定上下限报警39 第2期 刘 卫 刘定良:基于DS18B20设计的多点测温系统值等。
表4 RAM指令表指令指令代码功 能温度变换44H 启动DS18B20进行温度转换,12位转换时最长为750m s(9位为93175m s),结果存入内部9字节RAM中读暂存器OBEH读内部RAM中9字节的内容写暂存器4EH 发出向内部RAM的第3、4字节上、下限温度数据命令,紧跟该命令后,是传送两字节的数据复制暂存器48H将RAM中第3、4字节的内容复制到EFPROM中重调EEPROM OB8H将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3、4字节读供电方式OB4H读DS18B20的供电模式。
寄生供电时DS18B20发给“0”,外接电源供电时,DS18B20发送“1” 当被测温度值超过预先设定的上下限时,由报警电路作出响应,蜂鸣器发出响声,告知用户温度的异常。
具体是哪一个传感器温度值超限,可由软件查询各DS18B20内部告警标志而确定,继而调整该现场温度,以达到对温度波动的控制。
213 显示电路显示电路采用8位共阴数码管,可为用户提供直观的视觉信息。
在工作现场,用户可通过8位LE D的显示数据来确定系统的当前工作状态以及即时观察所采样的温度值信息等。
214 存储器电路系统中的存储器采用存储容量为128K B的flash ROM(AT28C010),该存储器属非易失性快速读写存储器,且只需单一+5V电源即可进行存取,能够及时准确写入温度传感器所采集到的数据,以方便微处理器分析处理,另外在与上位计算机连接后,可通过RS485通信接口把存储器数据传送到计算机中,方便打印或生成报表文件。
31系统软件设计及流程311 下位机软件系统下位机软件主要包括系统初始化程序、LE D 显示子程序、存储器读写子程序、DS18B20读写子程序、温度计算子程序、温度判断分析及报警子程序、按键处理子程序等。
所有程序均采用MCS51汇编语言编写,以下主要介绍主程序、温度处理子程序的设计及流程。
31111 DS18B20指令单片机对DS18B20进行读写控制均是通过传送指令代码进行的,DS18B20的ROM指令有5条(见表3),RAM指令有6条(见表4)。
根据DS18B20的通讯协议,主机(单片机)控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。
复位要求主CP U将数据线下拉500微秒,然后释放,当DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右,然后发出60～240微秒的存在低脉冲,主CP U收到此信号表示复位成功。
31112 主要程序设计流程DS18B20复位后,就可以编程控制读到其内部RAM所采集到的温度值(通过P117),并且读取数据时低位在前,高位在后。
读出数据后,需判断对应的温度是正值还是负值,当温度值为正值时,直接将二进制数转换为十进制温度值;当温度值为负值时先将二进制补码变为原码,再转换为十进制温度值。