单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计
基于51单片机的温度控制系统设计

基于 51 单片机的水温自动控制系统引言在现代的各种工业生产中,不少地方都需要用到温度控制系统。
而智能化的控制系统成为一种发展的趋势.本文所阐述的就是一种基于 89C51 单片机的温度控制系统。
本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。
设计并制作一水温自动控制系统,可以在一定范围(30℃到96℃)内自动调节温度,使水温保持在一定的范围(30℃到96℃)内。
(1) 利用摹拟温度传感器检测温度,要求检测电路尽可能简单。
(2) 当液位低于某一值时,住手加热。
(3) 用 AD 转换器把采集到的摹拟温度值送入单片机。
(4) 无竞争—冒险,无颤动。
(1) 温度显示误差不超过1℃.(2) 温度显示范围为0℃—99℃。
(3) 程序部份用 PID 算法实现温度自动控制。
(4) 检测信号为电压信号。
根据设计要求和所学的专业知识,采用 AT89C51 为本系统的核心控制器件。
AT89C51 是一种带4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS 8 位微处理器。
其引脚图如图1 所示。
显示模块主要用于显示时间,由于显示范围为0~99℃,因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件.在显示驱动电路中拟订了两种设计方案:方案一:采用静态显示的方案采用三片移位寄存器 74LS164 作为显示电路,其优点在于占用主控系统的 I/O 口少,编程简单且静态显示的内容无闪烁,但电路消耗的电流较大。
方案二:采用动态显示的方案由单片机的 I/O 口直接带数码管实现动态显示, 占用资源少,动态控制节省了驱动芯片的成本,节省了电,但编程比较复杂,亮度不如静态的好。
由于对电路的功耗要求不大,因此就在尽量节省 I/O 口线的前提下选用方案一的静态显示.图 1 AT89C51 引脚图1 温度检测:有选用 AD590 和LM35D 两种温度传感器的方案,但考虑到两者价格差距较大,而本系统中对温度要求的精度不很高,于是选用比较便宜 LM35D。
《2024年基于51单片机的温度控制系统设计与实现》范文

《基于51单片机的温度控制系统设计与实现》篇一一、引言在现代工业控制领域,温度控制系统的设计与实现至关重要。
为了满足不同场景下对温度精确控制的需求,本文提出了一种基于51单片机的温度控制系统设计与实现方案。
该系统通过51单片机作为核心控制器,结合温度传感器与执行机构,实现了对环境温度的实时监测与精确控制。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以51单片机为核心控制器,其具备成本低、开发简单、性能稳定等优点。
硬件部分主要包括51单片机、温度传感器、执行机构(如加热器、制冷器等)、电源模块等。
其中,温度传感器负责实时监测环境温度,将温度信号转换为电信号;执行机构根据控制器的指令进行工作,以实现对环境温度的调节;电源模块为整个系统提供稳定的供电。
2. 软件设计软件部分主要包括单片机程序与上位机监控软件。
单片机程序负责实时采集温度传感器的数据,根据设定的温度阈值,输出控制信号给执行机构,以实现对环境温度的精确控制。
上位机监控软件则负责与单片机进行通信,实时显示环境温度及控制状态,方便用户进行监控与操作。
三、系统实现1. 硬件连接将温度传感器、执行机构等硬件设备与51单片机进行连接。
具体连接方式根据硬件设备的接口类型而定,一般采用串口、并口或GPIO口进行连接。
连接完成后,需进行硬件设备的调试与测试,确保各部分正常工作。
2. 软件编程编写51单片机的程序,实现温度的实时采集、数据处理、控制输出等功能。
程序采用C语言编写,易于阅读与维护。
同时,需编写上位机监控软件,实现与单片机的通信、数据展示、控制指令发送等功能。
3. 系统调试在完成硬件连接与软件编程后,需对整个系统进行调试。
首先,对单片机程序进行调试,确保其能够正确采集温度数据、输出控制信号。
其次,对上位机监控软件进行调试,确保其能够与单片机正常通信、实时显示环境温度及控制状态。
最后,对整个系统进行联调,测试其在实际应用中的性能表现。
四、实验结果与分析通过实验测试,本系统能够实现对环境温度的实时监测与精确控制。
基于51单片机温湿度监控系统毕业设计

基于51单片机温湿度监控系统毕业设计摘要本文将介绍一个基于51单片机的温湿度监控系统的毕业设计。
该系统可以实时监测环境的温度和湿度,并将数据通过LCD显示。
同时,该系统还能将数据通过串口传输给计算机进行进一步处理和分析。
本文将从需求分析、硬件设计、软件设计和系统测试等方面全面介绍该系统的设计和实现过程。
1. 引言随着科技的不断发展,人们对环境的监测需求越来越高。
尤其是在工业生产、农业种植和生活领域,精确的温湿度监控对保证操作的顺利进行非常重要。
本文将设计一个基于51单片机的温湿度监控系统,用于实时监测环境的温湿度。
2. 需求分析需求分析是软件开发过程中至关重要的一环。
在本设计中,我们需要考虑以下需求:- 实时监测环境的温度和湿度 - 数据显示在LCD上 - 数据通过串口传输给计算机3. 硬件设计硬件设计是本系统的关键部分。
我们使用51单片机作为主控芯片,并选择合适的温湿度传感器对环境数据进行采集。
硬件设计主要包括以下几个方面: - 单片机选型和接口设计 - 温湿度传感器的选用和接口设计 - LCD模块的选用和接口设计- 串口传输电路的设计4. 软件设计软件设计是实现系统功能的关键。
本文设计了以下几个模块的软件: - 温湿度采集模块 - 数据处理模块 - LCD显示模块 - 串口通信模块5. 系统测试系统测试是确保整个系统正确运行的重要环节。
在本设计中,我们将定期对系统进行各个模块的功能测试和整体性能测试,以确保系统的稳定性和可靠性。
6. 结论本文设计并实现了一个基于51单片机的温湿度监控系统。
通过对温湿度传感器的采集和LCD显示的设计,以及串口通信的实现,该系统能够实时监测环境的温湿度,并将数据显示在LCD上。
同时,该系统还能通过串口将数据传输给计算机进行进一步处理和分析。
经过系统测试,该系统的功能和性能均符合设计要求。
参考文献•[1] 张永建. 单片机技术与应用. 北京:机械工业出版社,2018.•[2] 陈洪焰. 嵌入式系统. 北京:机械工业出版社,2019.•[3] 黄文昌. 温湿度测量技术及其应用. 北京:电子工业出版社,2016.。
基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的温度控制系统设计引言:随着科技的不断进步,温度控制系统在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
特别是在一些需要精确控制温度的场合,如实验室、医疗设备和工业生产等领域,温度控制系统的设计和应用具有重要意义。
本文将以基于51单片机的温度控制系统设计为主题,探讨其原理、设计要点和实现方法。
一、温度控制系统的原理温度控制系统的基本原理是通过传感器感知环境温度,然后将温度值与设定值进行比较,根据比较结果控制执行器实现温度的调节。
基于51单片机的温度控制系统可以分为三个主要模块:温度传感器模块、控制模块和执行器模块。
1. 温度传感器模块温度传感器模块主要用于感知环境的温度,并将温度值转换成电信号。
常用的温度传感器有热敏电阻、热敏电偶和数字温度传感器等,其中热敏电阻是最常用的一种。
2. 控制模块控制模块是整个温度控制系统的核心,它负责接收传感器传来的温度信号,并与设定值进行比较。
根据比较结果,控制模块会输出相应的控制信号,控制执行器的工作状态。
51单片机作为一种常用的嵌入式控制器,可以实现控制模块的功能。
3. 执行器模块执行器模块根据控制模块输出的控制信号,控制相关设备的工作状态,以实现对温度的调节。
常用的执行器有继电器、电磁阀和电动机等。
二、温度控制系统的设计要点在设计基于51单片机的温度控制系统时,需要考虑以下几个要点:1. 温度传感器的选择根据具体的应用场景和要求,选择合适的温度传感器。
考虑传感器的测量范围、精度、响应时间等因素,并确保传感器与控制模块的兼容性。
2. 控制算法的设计根据温度控制系统的具体要求,设计合适的控制算法。
常用的控制算法有比例控制、比例积分控制和模糊控制等,可以根据实际情况选择适合的算法。
3. 控制信号的输出根据控制算法的结果,设计合适的控制信号输出电路。
控制信号的输出电路需要考虑到执行器的工作电压、电流等参数,确保信号能够正常控制执行器的工作状态。
4. 系统的稳定性和鲁棒性在设计过程中,需要考虑系统的稳定性和鲁棒性。
51单片机实时数字温度监测与控制系统设计

51单片机实时数字温度监测与控制系统设计温度监测与控制系统是现代工程中常见的一种自动化控制系统。
本文将针对51单片机实时数字温度监测与控制系统的设计进行详细的描述和分析。
一、系统设计需求本系统要求能够实时监测温度,并根据温度变化进行相应的控制操作。
具体的设计需求如下:1. 监测系统需要具备高精度的温度测量能力,能够实时监测温度值,并将数据显示在LCD屏幕上。
2. 系统需要能够实现对温度的控制,当温度超过设定的阈值时,系统能够自动控制风扇或加热器进行温度调节。
3. 系统需要具备可靠的报警功能,当温度超过安全范围时,系统能够及时发出声音或者闪烁警示灯。
4. 系统需要能够提供数据记录功能,将监测到的温度数据保存在存储器中,以便后续分析或查询。
二、系统设计方案基于上述设计需求,我们可以采用以下方案来设计51单片机实时数字温度监测与控制系统:1. 硬件设计:a) 使用一个温度传感器,如LM35,连接到单片机的模拟输入引脚,用于测量环境温度。
b) 连接一个LCD显示屏,用于实时显示温度数值、控制状态和警报信息。
c) 连接一个风扇或加热器,用于控制温度调节。
d) 连接一个蜂鸣器或警示灯,用于发出警报。
2. 软件设计:a) 使用C语言编程,搭配相应的开发工具,如Keil uVision等。
b) 通过模数转换器将LM35传感器读取的模拟温度值转换为数字温度值。
c) 使用定时器中断实现温度测量和控制的实时性。
d) 利用单片机的GPIO口来控制风扇或加热器的开关。
e) 当温度超过设定的阈值时,通过LCD屏幕显示警示信息,并触发警报器功能。
f) 使用存储器来记录温度数据,可选择EEPROM、SD卡等存储介质。
三、系统工作流程经过上述的硬件和软件设计,该系统的工作流程如下:1. 初始化:系统启动时,进行相关的初始化操作,包括引脚配置、定时器设置和显示屏初始化等。
2. 温度测量:定时器中断触发温度测量,将模拟温度值转换为数字温度值。
基于51单片机的温度控制系统的设计

基于单片机的温度控制系统设计1.设计要求要求设计一个温度测量系统,在超过限制值的时候能进行声光报警。
具体设计要求如下:①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度;②在不超过最高温度的情况下,能够通过按键设置想要的温度并显示;设有四个按键,分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键;③DS18B20温度采集;④超过设置值的±5℃时发出超限报警,采用声光报警,上限报警用红灯指示,下限报警用黄灯指示,正常用绿灯指示。
2.方案论证根据设计要求,本次设计是基于单片机的课程设计,由于实现功能比较简单,我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能,因此可以选用AT89C51单片机。
温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。
报警和指示模块中,可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯,报警鸣笛采用蜂鸣器。
显示模块有两种方案可供选择。
方案一:使用LED数码管显示采集温度和设定温度;方案二:使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。
LED数码管结构简单,使用方便,但在使用时,若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号,且显示时数码管不断闪动,使人眼容易疲劳;若采用静态显示则又需要更多硬件支持。
LCD显示屏可识别性较好,背光亮度可调,而且比LED 数码管显示更多字符,但是编程要求比LED数码管要高。
综合考虑之后,我选用了LCD显示屏作为温度显示器件,由于显示字符多,在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度,可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。
LCD 显示模块可以选用RT1602C。
3.硬件设计根据设计要求,硬件系统主要包含6个部分,即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。
其相互联系如下图1所示:图1 硬件电路设计框图3.1单片机时钟电路形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。
本次设计采用内部时钟方式,如图2所示。
单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端,其频率范围为1.2~12MHz ,经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一起形成了一个自激振荡电路,为单片机提供时钟源。
《2024年基于51单片机的温度控制系统设计与实现》范文

《基于51单片机的温度控制系统设计与实现》篇一一、引言随着科技的发展,温度控制系统的应用日益广泛,涉及到家电、工业、医疗等多个领域。
51单片机以其低成本、高可靠性和易用性,成为温度控制系统中常用的核心部件。
本文将介绍基于51单片机的温度控制系统的设计与实现。
二、系统概述本系统以51单片机为核心,通过温度传感器实时检测环境温度,根据设定的温度阈值,控制加热或制冷设备的工作状态,以达到恒温的目的。
系统主要由温度传感器、51单片机、加热/制冷设备及电源等部分组成。
三、硬件设计1. 温度传感器:选用精度高、稳定性好的数字温度传感器,实时采集环境温度并转化为数字信号,便于单片机处理。
2. 51单片机:选用功能强大的51系列单片机,具备丰富的IO口资源,可实现与温度传感器、加热/制冷设备的通信和控制。
3. 加热/制冷设备:根据实际需求选择合适的加热或制冷设备,通过单片机的控制实现温度的调节。
4. 电源:为系统提供稳定的电源供应,保证系统的正常运行。
四、软件设计1. 初始化:对51单片机进行初始化设置,包括IO口配置、中断设置等。
2. 数据采集:通过温度传感器实时采集环境温度,并转化为数字信号。
3. 温度控制算法:根据设定的温度阈值和实际温度值,通过PID控制算法计算输出控制量,控制加热/制冷设备的工作状态。
4. 显示与通信:通过LCD或LED等显示设备实时显示当前温度和设定温度,同时可通过串口通信实现与上位机的数据交互。
五、系统实现1. 电路连接:将温度传感器、51单片机、加热/制冷设备及电源等部分进行电路连接,确保各部分正常工作。
2. 编程与调试:使用C语言或汇编语言编写程序,实现温度控制算法、数据采集、显示与通信等功能。
通过仿真软件进行程序调试,确保系统功能正常。
3. 系统测试:在实际环境中对系统进行测试,观察系统在各种情况下的表现,如温度波动、设备故障等。
根据测试结果对系统进行优化和调整。
六、结论本文介绍了基于51单片机的温度控制系统的设计与实现。
基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的温度控制系统设计引言:随着科技的不断发展,温度控制系统在现代生活中应用广泛,例如空调、冰箱、温室等。
本文基于51单片机设计一个简单的温度控制系统,用于控制温度在一些合适的范围内。
一、系统功能设计本系统主要包括以下功能:1.温度采集:通过温度传感器实时采集环境温度数据;2.温度显示:将采集到的温度数据显示在液晶屏上,方便用户查看;3.温度控制:当环境温度超过设定的范围时,系统将自动启动风扇或制冷装置来降低温度;4.温度报警:当环境温度超过设定范围时,系统将通过报警器发出警报。
二、系统硬件设计1.51单片机2.LM35温度传感器:用于采集环境温度数据;3.ADC0804模数转换芯片:将LM35传感器输出的模拟电压转换为数字信号;4.LCD1602液晶屏:用于显示温度数据和系统状态;5. Buzzer报警器:用于发出警报;6.风扇或制冷装置:用于降低温度。
三、系统软件设计1.初始化:设置各个硬件模块的工作模式和初始化参数;2.温度采集:通过ADC0804芯片将LM35传感器输出的模拟信号转换为数字信号;3.温度显示:将采集到的数字信号转换为温度值,并通过LCD1602液晶屏显示;4.温度控制:根据设定的温度上下限值,判断当前温度是否超过范围,若超过则启动风扇或制冷装置进行温度控制;5. 温度报警:当温度超过设定范围时,通过Buzzer报警器发出声音警报;6.系统循环:以上功能通过循环执行,实现实时监控和控制。
四、系统流程图软件设计流程如下所示:```开始初始化系统循环执行以下步骤:采集温度数据显示温度数据温度控制判断温度报警判断结束```五、系统总结本文基于51单片机设计了一个简单的温度控制系统,通过温度采集、显示、控制和报警功能,实现了温度的实时监控和控制。
该系统可以广泛应用于家庭、办公室、温室等环境的温度控制,提高生活质量和工作效率。
六、系统展望本系统可以进行进一步的优化和扩展,例如添加温度传感器的校准功能,提高温度采集的精度;增加温度曲线图显示功能,方便用户了解温度变化趋势;引入无线通信模块,使用户可以通过手机或电脑远程监控和控制温度等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
单片机课程设计报告题目:温度监控系统设计学院:能源与动力工程学院专业:测控技术与仪器专业班级: 2班成员:魏振杰二〇一五年十二月一、引言温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。
对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同;产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同,因而,对温度的测控方法多种多样。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。
利用微机对温度进行测控的技术,也便随之而生,并得到日益发展和完善,越来越显示出其优越性。
作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域较广泛。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本系统利用传感器与单片机相结合,应用性比较强,本系统可以作为仓库温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统,以及构成智能电饭煲等等。
课题主要任务是完成环境温度监测,利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。
本设计具有操作方便,控制灵活等优点。
本设计系统包括单片机,温度采集模块,显示模块,按键控制模块,报警和指示模块五个部分。
文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。
整个系统的核心是进行温度监控,完成了课题所有要求。
二、实验目的和要求2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。
2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。
2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。
2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。
三、方案设计总体设计方案采用AT89C52单片机作控制器,温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计,系统由5个模块组成:主控制器、测温电路、显示电路、控制电路、报警及指示电路。
主控制器由单片机AT89C52实现,测温电路由DS18B20温度传感器实现,显示电路由4位LED数码管直读显示,,报警指示电路由蜂鸣器和发光二级管构成,控制电路由按键构成。
本设计所使用的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确等特点,其输出温度采用数字显示,主要用于对温度的精度要求较高的场所,或科研实验室使用,并且加有报警装置,超过限制温度可发出报警信号,还可以调整报警上下限温度。
该设计控制器使用单片机AT89C52,测温传感器使用DS18B20,用4位共阳极LED数码管以I/O口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
四、实验原理利用温度传感器芯片监测环境温度,将温度信号转换为数字信号传送到单片机内部,单片机通过对温度数据进行处理,利用四位八段数码管显示环境温度,并利用蜂鸣器和发光二极管发出超限警报信号。
通过按键操作可以改变报警温度的上下限。
五、材料清单序号名称型号/规格数量备注1 单片机STC89C52RC 1 U12 温度传感器DS18B20 1 U23电阻3KΩ 5 R1,R2,R3,R4,R124 100Ω 4 R5,R6,R7,R85 10KΩ 4 R9,R13,R14,R156 200Ω 1 R107 1KΩ 1 R118 排阻10K 1 RP19 电容30pF 2 C1,C210 电解电容22uF 1 C311三极管9013(NPN) 4 Q1,Q2,Q3,Q412 8550(PNP) 1 Q513发光二极管黄色 1 D114 红色 1 D215 绿色 2 D3,D416 蜂鸣器 1 BUZ117 按键 4 S1,S2,S3,S418 晶振11.0592MHz 1 X119 四位八段数码管XD3941BR-ST 1 显示六、基本芯片及其原理6.1单片机89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品,它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的HCMOS 产品。
它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征,它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统,属于80C51增强型单片机版本,集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能,适合于类似马达控制等应用场合。
89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器(ROM)32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。
此外,89C52还可工作于低功耗模式,可通过两种软件选择空闲和掉电模式。
在空闲模式下冻结CPU而RAM 定时器、串行口和中断系统维持其功能。
掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。
89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。
本次课程设计所使用的单片机为STC89C52单片机,是深圳宏晶科技生产的完全兼容INTEL公司MCS-51系列的单片机。
6.2温度传感器及其原理传感器DS18B20具有体积小、精度高、适用电压宽、采用一线总线、可组网等优点,在实际应用中取得了良好的测温效果。
美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器,在其内部使用了在板(ON-B0ARD)专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
“一线总线”独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。
现在,新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。
使用户可以充分发挥“一线总线”的优点。
同DS1820一样,DS18B20也支持“一线总线”接口,测量温度范围为-55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。
适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。
与前一代产品不同,新的产品支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。
而且新一代产品更便宜,体积更小。
6.2.1 DS18B20的特性(1)适应电压范围更宽,电压范围:3.0~5.5V,寄生电源方式下可由数据线供电。
(2)独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
(3)DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温。
(4)DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
(5)温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃。
(6)可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温。
(7)在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快。
(8)测量结果直接输出数字温度信号,以“一线总线”串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力。
(9)负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
6.2.2 DS18B20内部结构及DS18B20的管脚排列64位光刻ROM是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列号。
不同的器件地址序列号不同。
DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。
DS18B20的引脚定义:图一DS18B20引脚定义(1)DQ为数字信号输入/输出端。
(2)GND为电源地。
(3)VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
6.2.3 DS18B20的编程(1)DS18B20的初始化:①先将数据线置高电平“1”。
②延时(该时间要求的不是很严格,但是尽可能的短一点)③数据线拉到低电平“0”。
④延时750us(该时间的时间范围可以从480us到960us)。
⑤数据线拉到高电平“1”。
⑥延时等待(如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。
据该状态可以来确定它的存在,但是应注意不能无限的进行等待,不然会使程序进入死循环,所以要进行超时控制)。
⑦若CPU读到了数据线上的低电平“0”后,还要做延时,其延时的时间从发出的高电平算起(第(5)步的时间算起)最少要480微秒。
⑧将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。
初始化程序代码如下:void ds_reset(void){char presence=1;while(presence){while(presence){DQ=1;_nop_();_nop_();DQ=0;delay(50);DQ=1;delay(6);presence=DQ;}delay(45);presence=~DQ;}DQ=1;}(2)DS18B20的写操作:①数据线先置低电平“0”。
②延时确定的时间为15us。
③按从低位到高位的顺序发送字节(一次只发送一位)。
④延时时间为45us。
⑤将数据线拉到高电平。
⑥重复上(1)到(6)的操作直到所有的字节全部发送完为止。
⑦最后将数据线拉高。
写操作程序代码如下:void ds_write(uchar ds_wrdata){uchar i;for(i=8;i>0;i--){DQ=1;_nop_();_nop_();DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DQ=ds_wrdata&0x01; //最低位移出delay(6);ds_wrdata=ds_wrdata/2; //右移1位}DQ=1;delay(1);}(3)DS18B20的读操作:①将数据线拉高“1”。
②延时2us。
③将数据线拉低“0”。
④延时15us。
⑤将数据线拉高“1”。
⑥延时15us。
⑦读数据线的状态得到1个状态位,并进行数据处理。
⑧延时30us。
读操作程序代码如下:uchar ds_read(void){uchar i;uchar value=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=1;_nop_();_nop_();value>>=1;DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();if(DQ)value|=0x80;delay(6);}DQ=1;return(value);}6.2.4 DS18B20传感器的温度数据关系:图二温度传感器的温度数据关系6.2.5 DS18B20的外部电源供电方式:在外部电源供电方式下,DS18B20工作电源由VDD引脚接入,此时I/O线不需要强上拉,不存在电源电流不足的问题,可以保证转换精度,同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器,组成多点测温系统。