DS18B20多点温度检测系统的设计(论文)
(毕业设计)DS18B20数字温度计论文
DS18B20数字温度计的设计摘要温度是一种最基本的环境参数，人们生活与环境温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在工业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。
本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器的新型数字温度计。
主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。
硬件电路主要包括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用单片机AT8 9C52，温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20，显示电路采用8位共阴极LED数码管，ULN2803A为驱动的动态扫描直读显示。
测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成，当实际测量温度值大于预置温度值时，发出报警信号，即发光二极管亮。
系统程序主要包括主程序，测温子程序和显示子程序等。
DS18B20新型单总线数字温度传感器是DALLAS 公司生产的单线数字温度传感器, 集温度测量和 A /D转换于一体,直接输出数字量,具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。
由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度计相比,本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。
此外，还介绍了系统的调试和性能分析。
关键词：显示电路,单片机，AT89C52，温度传感器，DS18B20 ,单总线IThe Design of DS18B20 Digit ThermometerABSTRACTTemperature is a basic parameters of the environment, people's lives a nd the environment are closely related to temperature. in the course of ind ustrial production immediate need for temperature measurement in industrial production has to do with temperature measurement, The study o f the temperature measurement and control is of great significance.The paper introduced one kind new digital thermo meter that take the Micro Controller Unit as the primary control component and take DS18B20 as the temperature sensor. Mainly included the design of the hardware electric circuit and the design of the system program .The hardware electric circuit mainly included the master controller, the temperature measured electric circuit and the display circuit and so on, the master contro ller used Micro Controller Unit AT89C52, the temperature sensor used DS18B20 which the American DALLAS semiconductor company produces, the disp lay circuit used 8 altogether anodes LED numerical code tube by the dynamic scanning method straight to read the demo nstration.ULN2803A-driven dynamic scan showed straight time. Temperature control circuit fro m temperature sensors and preset temperature value compared alarm circuit components, When measured temperature greater than preset temperature value, issued warning signal that the bright light emitting diodes. The system program mainly included the master routine, the temperature subroutine, the data renovates subroutine and so on. DS18B20 is a digital temperature sensor of single bus .It is producted by DALLAS cooperation . DS18B20 assemb les temperature measure and A /D converter, exports digital signal directly, operation easily, better precise, protecting disturb, running steably and so on.IIBecause used the advanced version intelligence temperature sensor DS18B20 as the examine part, compared with the traditio nal thermo meter, this d igital thermo meter reduced the exterior hardware electric circuit, has characteristic that the low cost and was easy to use. The DS18B20 therm ometer also may used to the high temperature warning, the long-distance ran ge multi- spots temperature measured aspect and so on temperature contro l carries on the applicatio n development, has the very good prospects for development. In addition, introduced the system debugging and the perform ance analysis.KEY WORDS:Disp lay Circuit, Microcontroller Unit , AT89C52,Temperature Sensor, DS18B20，1-WireIII目录前言 (1)第1章设计任务及方案分析 (2)§1.1 设计任务及要求 (2)§1.2 设计总体方案及方案论证 (2)§1.3 温度测量的方案与分析 (2)§1.3.1 芯片选择 (2)§1.3.2 实现方法简介 (3)§1.3.3 测温流程图 (3)第2章芯片功能简介 (4)§2.1 A T89C52的功能简介 (4)§2.1.1 A T89C52芯片简介 (4)§2.1.2 引脚功能说明 (4)§2.2 DS18B20的功能简介 (7)§2.2.1 芯片简介 (7)§2.2.2 DS18B20外形和内部结构 (8)§2.2.3 DS18B20的工作时序 (11)§2.2.4 DS18B20与单片机的典型接口设计 (12)§2.2.5 DS18B20的各个ROM命令 (13)第3章系统硬件电路的设计 (15)§3.1 主控制电路和测温控制电路原理图 (15)§3.2 驱动电路模块原理图 (16)§3.3 显示模块原理图 (17)第4章软件编程调试及性能分析 (18)§4.1 主程序流程图 (18)§4.2 主程序 (19)§4.3 温度子程序 (21)§4.3.1 DS18B20复位子程序 (22)IV§4.3.2 读DS18B20子程序 (23)§4.3.3 写DS18B20子程序 (25)§4.3.4 比较报警子程序 (26)§4.3.5 按键子程序 (27)§4.4 显示子程序 (27)§4.5 调试性能分析和注意事项 (29)§4.5.1 调试性能分析 (29)§4.5.2 DS18B20使用中的注意事项 (30)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)V前言日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制，在冶金、食品加工、化工等工业生产过程中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，都要求对温度进行严格控制。
基于DS18B20的温度测量系统设计
基于DS18B20的温度测量系统设计概述：DS18B20是一种数字温度传感器，具有精确度高、稳定性好、尺寸小等特点。
本文将基于DS18B20设计一个温度测量系统，主要包括硬件设计和软件设计两部分内容。
硬件设计：1.传感器模块：DS18B20传感器模块包括一个温度传感器和一个数字转换芯片。
传感器模块通过串行总线与主控设备进行通信，并提供温度数据。
2.单片机：选择一种适合的单片机作为主控设备，负责与传感器模块通信，并实现相关功能。
3.显示模块：通过液晶显示屏或数码管等模块，将测量到的温度实时显示出来。
4.电源模块：为系统提供稳定的直流电源，使系统能够正常工作。
软件设计：1.通信协议：将单片机与传感器模块之间的通信协议设置为1-Wire协议，该协议简单易实现，并且可以同时连接多个传感器。
2.初始化：在系统启动时，初始化单片机与传感器模块之间的通信，并对传感器模块进行必要的设置，如分辨率、精确度等。
3.数据读取：通过1-Wire协议，单片机向传感器模块发送读取温度的指令，传感器模块将温度数据以数字形式返回给单片机。
4.数据处理：单片机接收到温度数据后，进行相应的数据处理，可以进行单位转换、滤波处理等。
5.数据显示：将处理后的温度数据通过显示模块实时显示出来。
系统应用：1.工业自动化：用于监测生产设备的温度，实现设备状态监控和预警功能。
2.室内温控：通过与空调系统或暖气系统的连接，实现室内温度的精确控制。
3.热管理：用于监测电子设备或电路板的温度，保证设备运行时的稳定性和散热效果。
总结：基于DS18B20的温度测量系统设计，通过选用合适的硬件模块和软件设计方案，可以实现精确、稳定的温度测量，并通过通信和显示模块实时反馈温度数据。
该系统具有应用广泛、性能可靠等优点，在工业自动化、室内温控、热管理等领域有着重要意义。
基于C51单片机,DS18B20温度计的设计与实现论文范文
EA/VPP：当/EA保持低电平时，那么在此期间外部程序存储器〔0000H-FFFFH〕，不管是否有部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源〔VPP〕。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想制止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE制止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
由DS18B20组建的温度测量单元体积小，便于携带、安装。同时，DS18B20的输出为数字量，可以直接与单片机连接，无需后级A／D转换，控制简单。
基于DS18B20的实时温度测量模块的设计论文
基于DS18B20的实时温度测量模块的设计论文摘要：本系统通过单片机控制，实现了4个温度传感器的温度测量，不但可以同时测量多个监测点的温度，也可以测量某个环境的温度分布或平均温度。
同时通过串口可以把温度信息传送给上位机电脑实现实时监控。
关键词：智能温度传感器；热敏电阻；串口通信一、智能集成温度传感器ds18b20介绍ds18b20 是美国dallas 半导体公司继ds1820 之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。
与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12 位的数字值读数方式。
使用ds18b20 可使系统结构更趋简单，可靠性更高[1]。
ds18b20的适用电压为3v～5v，分辨率为9～12位可调，测温分辨率为9位时精度为0.1℃,12位精度为0.01℃，测温范围为：-55℃～+125℃。
由于ds18b20 工作在单总线方式，其硬件接口非常简单，仅需利用系统的一条i/o线与ds18b20的数据总线相连即可二、测温硬件电路设计本方案设计的系统由按键控制部分、温度传感器部分、数码显示、串口通信部分组成，利用单片机主模块控制完成温度传感器ds18b20的初始化和读取温度值、按键识别和控制、温度值数码显示和pc机的串口通信等功能。
同时利用stc89c52单片机控制4个温度传感器，根据ds18b20的电路标准连接方法将温度传感器与单片机进行连接。
用p2.4至p2.7四个i\o口分别连接四个ds18b20温度传感器，来实现温度的多点监控。
单片机系统设计电路图如图1所示。
我们将测量所得的值通过主模块上的数码管进行显示。
在主模块的键盘上，通过4个按键来控制数码显示指定的温度传感器的数值。
还将一个蜂鸣器电路通过p2.3口进行控制，我们可以在软件中设置报警温度的上下限，当温度超过此上（下）限值时，通过软件控制使蜂鸣器发声，达到温度报警的效果。
键盘是人机通信不可缺少的部分，其中独立键盘是最基本的键盘方式，本模块中提供了八路独立键盘和矩阵式键盘也称行列式键盘，它由行和列组成，在每一个行列的交叉点上设置一个按键，这样一个8位的控制端口最多就可以由4×4=16个按键组成[2]。
基于单片机控制的ds18b20温度测试系统设计毕业设计
扬州职业大学毕业设计论文基于DS18B20温度测试系统系别：电子工程系专业：应用电子技术/信息管理班级：04电/信(2)姓名：学号：指导教师：汪浩完成时间：2008年5月目录摘要和主要设计任务 (3)关键词 (3)第1章序言 (3)第2章硬件的设计 (4)2.1数字温度计设计方案论证 (4)2.2 系统组成 (4)2.3 工作原理 (4)2.4方案的总体设计框图 (4)2.5 DS18B20的通信协议 (9)2.6 DS18B20控制方法 (11)2.7 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (11)2.8 CPU芯片及电路 (12)2.9 显示电路 (13)2.10 精度调试 (13)2.11 系统整体硬件电路 (14)第3章软件的设计 (15)3.1软件设计的总框图 (16)3.2 显示电路的框图 (16)3.3 CPU数据处理的框图 (17)3.4 软件调试 (18)第4章检测与调试 (24)4.1 硬件调试 (24)4.2 软件调试 (24)⒋3软硬件联调 (25)第5章总结与心得 (26)附录1 元件清单 (27)参考资料 (28)基于DS18B20温度测试系统摘要：温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化方向飞速发展。
以AT89C51单片机为控制器构成的温度测量装置适用于人民的日常生活和工、农业生产用于温度测量。
但是常用的温度计多为管式温度计，不仅读数很不方便，还容易损坏。
为此我们在DS18820数字温度传感器技术的基础上制作了数字温度计，数码管直接显示温度，读数方便快易，而且电路简单、安全可靠。
主要设计任务：1.DS18B20资料的查找和该部分论文章节的编写2.单片机与DS18B20接口电路的绘制，主流程图的设计3.DS18B20部分章节报告的编写关键词：单片机AT89C51，数字控制，温度计， DS18B20第1章序言随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
基于DS18B20数字温度计的的设计论文
目录绪论 (1)1单片机的概述 (2)1.1单片机的发展情况和应用 (2)1.2单片机的结构和性能 (2)2系统硬件电路的设计 (5)2.1系统方案的设计 (5)2.2温度传感器的选择 (5)2.2.1 DS18B20简介 (5)2.2.2 DS18B20的性能特点 (6)2.2.3 DS18B20测温原理 (7)2.3单片机控制模块的设计 (7)2.3.1单片机型号的选择 (7)2.3.2单片机接口电路的设计 (8)2.4显示电路的设计 (9)2.4.1 MAX7219简介 (11)2.4.2 MAX7219内部寄存器和工作模式 (12)2.5电源的设计 (13)3系统软件的设计 (15)3.1显示子程序的设计 (15)3.1 DS18B20数据采集子程序的设计 (16)结论 (19)附录A AT89S52与MAX7219接口程序 (21)附录B DS18B20数据采集程序 (25)致谢 (28)插图索引图1 总体框图 (5)图2 DS18B20外部形状及管脚图 (6)图3 DS18B20测温原理 (7)图4 单片机接口电路图 (9)图5 显示电路原理图 (10)图6 电源电路 (13)图7 显示字程序流程 (15)图8 温度采集程序流程 (17)基于DS18B20数字温度计的设计摘要本文研制的数字式定时温控系统是一个基于单总线数字式温度传感器DS18B20，以单片机芯片为核心的系统。
该系统具有对温度的实时检测功能，实时日历时钟、温度和时间数值的设定等功能。
该系统可以应用于发面、菜窖温度控制及保健等领域。
本文首先对测温技术、温度控制技术的现状进行了介绍，对各种控制理论、方案进行了简单的分析与比较；其次根据用户提出的总体要求和技术指标，从工程应用的角度出发，以发面器为主要应用对象进行了硬件部分的设计和选型、软件的设计与分析，且在实现中遵循了简单、经济、实用的原则：然后详细介绍了本系统所用各芯片的特点、工作原理、应用及其与单片机间的通信协议。
(完整版)基于DS18B20的温度检测系统毕业论文
第二章
温度检测系统有则共同的特点：测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等。若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、AD转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。这样，由于各种因素会造成检测系统较大的偏差；又因为检测环境复杂、测量点多、信号传输距离远及各种干扰的影响，会使检测系统的稳定性和可靠性下降。所以多点温度检测系统的设计的关键在于两部分：温度传感器的选择和主控单元的设计。温度传感器应用范围广泛、使用数量庞大，也高居各类传感器之首。
附录二：电路原理图……………………………………………26
致谢 ………………………………………………………………30
摘要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验，介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图。
§3.1 电源以及看门狗电路………………………………………………………8
§3.2键盘以及显示电路………………………………………………………10
§3.2温度测试电路……………………………………………………………12
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。
基于DS18B20的多点温度检测系统设计
绪论 (3)1.1 设计背景和意义 (3)1.2 国内外同类设计概况 (3)1.3 本课题要解决的问题和方法 (4)2 系统总体设计 (4)2.1 系统方案的选择 (4)2.1.1 设计方案一 (4)2.1.2 设计方案二 (4)2.2 系统的构成 (5)2.3 系统的工作过程 (7)3 系统的硬件设计 (7)3.1 单片机最小系统的设计 (7)3.1.1 89C51单片机简介 (7)3.1.2 单片机最小系统 (11)3.1.3 电源电路 (12)3.2 温度检测电路及DS18B20测温原理 (13)3.2.1 DS18B20介绍 (13)3.2.2 DS18B20特性 (13)3.2.3 DS18B20内部结构（1）DS18B20的内部结构如图3-6所示。
(14)3.2.4 DS18B20电路设计 (16)3.3 温度报警电路 (18) (19)3.4 温度显示电路 (19)3.5 串口通信电路 (21)3.6 整体电路 (22)4 软件设计 (22)4.1 概述 (22)4.2 主程序方案 (22)4.3 各模块子程序设计 (24)5 温度传感器调试 (27)5.1 系统调试 (27)总结 (29)附录一 (30)附录二 (31)附录三 (32)附录四 (33)参考文献 (41)致谢 (43)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。
基于DS18B20的温度传感器设计课程设计论文
基于DS18B20的温度传感器设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日摘要2009年6月14日随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
基于DS18B20的多点温度测量系统设计
基于DS18B20的多点温度测量系统设计n1.1 Source of the topicXXX。
and it is also an XXX and controlled in n。
scientific research。
and daily life。
It is one of the seven basic quantities of the nal System of Units。
and it is also the most basic environmental parameter。
The disciplines of physics。
chemistry。
logy。
and other fields are all inseparable from temperature。
In industrial n and experimental research。
in electric power。
chemical industry。
petroleum。
metallurgy。
mechanical manufacturing。
large storage rooms。
laboratories。
farm plastic greenhouses。
and even people's homes。
it is often necessary to detect the environmental temperature and control it according to actual requirements。
For example。
the temperature of the boilerin the power plant must be controlled within a certain range。
many chemical XXX refining process。
XXX。
diesel。
kerosene and other products。
基于C51DS18B20温度计的毕业设计论文改
基于C51DS18B20温度计的毕业设计论文改摘要：本文基于C51DS18B20温度计实现了一个温度监测系统。
通过C51单片机控制DS18B20温度传感器，采集环境温度数据，并通过LCD显示屏进行实时显示。
本系统能够实现高精度的温度监测，并具有较好的稳定性和可靠性。
实验结果表明，本设计方案能够满足实际应用的要求。
关键词：C51单片机、DS18B20温度传感器、温度监测、LCD显示屏第1章引言1.1研究背景随着物联网和智能家居的快速发展，温度监测技术在各个领域得到了广泛应用。
温度监测系统能够有效地实时监测环境的温度，为人们提供一个安全舒适的生活和工作环境。
因此，设计一个具有高精度和可靠性的温度监测系统，对于提高生活质量和工作效率具有重要意义。
1.2论文目的和意义本文旨在基于C51DS18B20温度计实现一个高精度的温度监测系统，并通过LCD显示屏进行实时显示。
通过分析DS18B20温度传感器的工作原理和C51单片机的控制方式，设计出一个稳定可靠的温度监测系统。
该系统能够准确地测量环境的温度并进行实时显示，可以广泛应用于家庭、工厂、办公室等各个领域，提高工作和生活的效率。
第2章相关技术2.1DS18B20温度传感器DS18B20温度传感器是一种数字温度传感器，具有精度高、体积小、成本低等特点。
其工作原理是利用温度变化引起的电压变化来进行温度测量。
传感器输出的是一个12位的二进制补码，可以通过C51单片机进行转换和处理。
2.2C51单片机C51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微处理器。
它具有性能稳定、易于编程、成本低廉等特点。
在本设计中，C51单片机主要负责对DS18B20传感器进行控制和数据处理，并通过LCD显示屏进行实时显示。
第3章设计方案3.1硬件设计本设计的硬件主要由C51单片机、DS18B20温度传感器和LCD显示屏组成。
其中，C51单片机负责对DS18B20传感器进行控制，LCD显示屏用于实时显示温度。
DS18B20温度检测毕业设计
本科生毕业论文学院电气信息工程学院专业通信工程届别2008题目基于80C51单片机与DS18B20的温度检测软件设计学生姓名庞京京学号20080840133指导教师曾玉教务处制云南民族大学毕业论文(设计)原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文(设计)，是本人在指导教师的指导下进行研究工作所取得的成果。
除论文中已经注明引用的内容外，本论文没有抄袭、剽窃他人已经发表的研究成果。
本声明的法律结果由本人承担。
毕业论文(设计)作者签名：日期：年月日……………………………………………………………………………关于毕业论文(设计)使用授权的说明本人完全了解云南民族大学有关保留、使用毕业论文(设计)的规定，即：学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文(设计)。
（保密论文在解密后应遵守）指导教师签名：论文(设计)作者签名：日期：年月日注：此页放在封面后，目录前。
基于80C51单片机与DS18B20的温度检测软件设计庞京京云南民族大学08通信工程摘要：本次毕业设计是基于80C51单片机与DS18B20的温度检测软件设计。
以80C51单片机为核心,使用单总线温度转换芯片DS18B20实现温度采集。
我们的设计实验目的是对DS18B20进行编程，了解其性能特点，通过所学的C语言知识和相关资料提供的指令代码完成单片机与DS18B20的温度检测。
DS18B20是一种智能温度传感器。
它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。
使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。
关键词：温度测量；微处理器控制；C语言Based on 80C51 microprocessor with DS18B20temperature measurementJingjing,pangY unnan University of Nationalities,School of Electrical and InformationTechnology,class of Communication EngineeringAbstract:The graduation project is based on 80C51 microprocessor with DS18B20 temperature measurement .80C51 microprocessor as the core of it, the use of single-chip bus temperature conversion temperature DS18B20 real-time acquisition. Our experimental purpose is programming to DS18B20 and understand its performance characteristics .The instruction code through the C language knowledge and relevant information to complete the DS18B20 temperature measurements .DS18B20 is a smart temperature sensor .The DS18B20 digital thermometer provides 9-bit to 12-bit Celsius temperature e DS18B20 makes the system structure more simple , and higher reliability .Key words: temperature measurement；microprocessor ；C language前言这次的毕业设计以虚拟环境下通过80C51单片机实现DS18B20芯片温度测量为目标。
基于DS18B20的温度测量系统设计
课程设计(论文)题目名称基于DS18B20温度测量系统设计课程名称单片机原理及应用学生姓名尹彬涛学号1341301075系、专业电子信息工程指导教师江世民2015年 6 月12 日摘要随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于STC89C52单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对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器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，并可根据需要任意设定上下限报警温度，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STC89C52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。
关键词：单片机; DS18B20; 温度传感器; 数字温度计; STC89C52目录摘要 (1)引言 (3)一、方案介绍 (3)1、显示部分 (3)2、温度采集 (5)3、方案流程图 (5)二、总体方案设计 (6)1、硬件设计 (6)1.1 温度采集设计 (6)1.2温度显示设计 (6)2、软件设计 (7)2.1 DS18B20程序设计 (7)2.2显示部分程序设计 (8)三、实验调试过程 (10)1、软件调试 (10)1.1 显示部分调试........................................ . (10)四、心得体会 (10)五、致谢 (11)六、参考文献 (12)七、附录 (12)附录一程序代码 (12)附录二仿真电路图 (18)引言在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制，传统的测温元件有热点偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号得温度传感器，而这些测温元件一般都需要比较多的外部硬件支持。
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。
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目录摘要2ABSTRACT 3第一章绪论4§1.1系统背景4§1.2 系统概述4第二章方案论证5§2.1 传感器部分5§2.2主控制部分6§2.3 系统方案6第三章硬件电路设计7§3.1 电源以及看门狗电路7§3.2键盘以及显示电路9§3.2温度测试电路11§3.3 串口通讯电路15§3.4 整体电路16第四章软件设计16§4.1 概述16§4.2 主程序方案16§4.3 各模块子程序设计18第五章系统调试20§5.1 分步调试20§5.2 统一调试20结束语21参考文献22附录一:软件流程图24附录二:电路原理图25致谢27多点温度检测系统设计作者:谭诗炜(电信200201班) 指导老师:冯杰摘要DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器,由于其具有单总线的独特优点,可以使用户轻松地组建起传感器网络,并可使多点温度测量电路变得简单、可靠.本文结合实际使用经验,介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程,并给出了软件流程图.该系统由上位机和下位机两大部分组成.下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口,芯片使用了ATMEL公司的A T89C51单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器.上位机部分使用了通用PC.该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域. 关键字:温度测量;单总线;数字温度传感器;单片机AbstractAs a kind of high-accuracy digital net temperature sensor,DS18 B20 can be used building a sensor net easily. It can also make the net simple and reliable with it's special 1-wire interface .This paper introduces the application of DS18B20 with single chip processor.The system is constituted by two parts the temperature measured part and displayed part. The temperature measured part has a RS232 interface. It used AT89C51 of A TMEL company and DS18B20 of DALLAS company .The displayed part uses PC .This system is applied in such domains as warehouse detecting temperature;air-conditioner controlling system in building and supervisory productive process etc.Key words:temperature measure;single bus;digital thermometer;single chip processor;第一章绪论§1.1系统背景在工、农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位.首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域:消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用,医疗与健诊的温度测试,化工、机械…等设备温度过热检测.温度检测系统应用十分广阔.§1.2 系统概述本设计运用主从分布式思想,由一台上位机(PC微型计算机),下位机(单片机)多点温度数据采集,组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统.该系统采用RS-232串行通讯标准,通过上位机(PC)控制下位机(单片机)进行现场温度采集.温度值既可以送回主控PC进行数据处理,由显示器显示.也可以由下位机单独工作,实时显示当前各点的温度值,对各点进行控制.下位机采用的是单片机基于数字温度传感器DS18B20的系统.DS18B20利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量,轻松的组建传感器网络,系统的抗干扰性好、设计灵活、方便,而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量.本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测场合.如粮食仓储系统、楼宇自动化系统、温控制程生产线之温度影像检测、医疗与健诊的温度测试、空调系统的温度检测、石化、机械…等.第二章方案论证温度检测系统有则共同的特点:测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等.若采用一般温度传感器采集温度信号,则需要设计信号调理电路、A/D 转换及相应的接口电路,才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理.这样,由于各种因素会造成检测系统较大的偏差;又因为检测环境复杂、测量点多、信号传输距离远及各种干扰的影响,会使检测系统的稳定性和可靠性下降.所以多点温度检测系统的设计的关键在于两部分:温度传感器的选择和主控单元的设计.温度传感器应用范围广泛、使用数量庞大,也高居各类传感器之首.§2.1 传感器部分方案一:采用热敏电阻,可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围,但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差,对于检测1摄氏度的信号是不适用的.而且在温度测量系统中,采用单片温度传感器,比如AD590,LM35等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D转换后才能送给计算机,这样就使得测温装置的结构较复杂.另外,这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器,不能进行多点测量.即使能实现,也要用到复杂的算法,一定程度上也增加了软件实现的难度.方案二:在多点测温系统中,传统的测温方法是将模拟信号远距离采样进行AD转换,而为了获得较高的测温精度,就必须采用措施解决由长线传输,多点测量切换及放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题.采用数字温度芯片DS18B20测量温度,输出信号全数字化.便于单片机处理及控制,省去传统的测温方法的很多外围电路.且该芯片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,此元件线形较好.在0—100摄氏度时,最大线形偏差小于1摄氏度.DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输,由数字温度计DS1820和微控制器AT89C51构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接.这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大,且由于AT89C51可以带多个DSB1820,因此可以非常容易实现多点测量.轻松的组建传感器网络.采用温度芯片DS18B20测量温度,可以体现系统芯片化这个趋势.部分功能电路的集成,使总体电路更简洁,搭建电路和焊接电路时更快.而且,集成块的使用,有效地避免外界的干扰,提高测量电路的精确度.所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势.本方案应用这一温度芯片,也是顺应这一趋势.§2.2主控制部分方案一:此方案采用PC机实现.它可在线编程,可在线仿真的功能,这让调试变得方便.且人机交互友好.但是PC机输出信号不能直接与DS18B20通信.需要通过RS232电平转换兼容,硬件的合成在线调试,较为繁琐,很不简便.而且在一些环境比较恶劣的场合,PC机的体积大,携带安装不方便,性能不稳定,给工程带来很多麻烦!方案二:此方案采用AT89C51八位单片机实现.单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制.而且体积小,硬件实现简单,安装方便.既可以单独对多DS18B20控制工作,还可以与PC机通信.运用主从分布式思想,由一台上位机(PC微型计算机),下位机(单片机)多点温度数据采集,组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统,实现远程控制.另外AT89C51在工业控制上也有着广泛的应用,编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟.§2.3 系统方案综上所述,温度传感器以及主控部分都采用第二方案.系统采用针对传统温度测温系统测温点少,系统兼容性及扩展性较差的特点,运用分布式通讯的思想.设计一种可以用于大规模多点温度测量的巡回检测系统.该系统采用的是RS-232串行通讯的标准,通过下位机(单片机)进行现场的温度采集,温度数据既可以由下位机模块实时显示,也可以送回上位机进行数据处理,具有巡检速度快,扩展性好,成本低的特点.实际采用电路方案如下图:第三章硬件电路设计系统底层电路的功能主要包括:多点温度测试及其相关处理,实时显示温度信息,与上位机通讯传输温度数据.硬件设计主要包括以下几个模块:电源以及看门狗电路, 键盘以及显示电路,温度测试电路,串口通讯电路.下面对电路分模块进行说明§3.1 电源以及看门狗电路a．电源电路因为单片机工作电源为+5V,且底层电路功耗很小.采用7805三端稳压片即可满足要求.具体电路图如下:b．看门狗电路考虑到底层电路板的工作环境相对恶劣,单片机会受到周围环境的干扰,而出现程序跑飞,死机…等一些不可预知的不正常工作现象.工作人员也不可能到现场对单片机重起,本设计为单片机电路添加一个外部看门狗电路.定时查询单片机的工作状态,一但发现异常即对单片机延时重起.保证系统安全可靠的运行.NE56604能为多种微处理器和逻辑系统提供复位信号,其门限电平为4.2V .在电源突然掉电或电源电压下降到低于门限电平时.NE56604将产生精确的复位信号.NE56604内置一个看门狗定时器,用于监控微处理器,以确保微处理器的正常运行.看门狗能产生一个系统复位信号用来终止任何由于微处理器故障而引发的不正常的系统操作.NE56604的看门狗的监控周期为100mS(典型值).特性.正负双逻辑输出的有效复位信号..精准的门限电平监测..上电复位内部延时..可利用外部电阻调节的内部看门狗定时器..看门狗定时器的监控周期为100mS 典型值..VCC=0.8VDC时产生有效的复位信号典型值..仅需很少的外围元件.具体电路图如下:§3.2键盘以及显示电路键盘电路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.键盘有编码和非编码两种.非编码键盘硬件电路极为简单.故本系统采用拨码开关来控制.具体电路如下:A. 开关状态的可靠输入键开关状态的可靠输入有两种解决方法.一种是软件去抖动:它是在检测到有键按下时,执行一个10ms的延时程序后,再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平,如保持闭合状态电平则确认为真正键按下状态,从而消除了抖动影响.另一种为硬件去抖动:即为按键添加一个锁存器.两种方法都简单易行,本设计采用的是硬件去抖.B. 对按键进行编码给定键值或给出键号对于按键无论有无编码,以及采用什么编码,最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值,以实现按键功能程序的散转转移.为使编码间隔小,散转入口地址安排方便,常采用依次序排列的键号.拨码开关值含义0000 实时显示通道一的温度值0001 实时显示通道二的温度值0010 实时显示通道三的温度值0011 实时显示通道四的温度值0100 实时显示通道五的温度值0101 实时显示通道六的温度值0110 实时显示通道七的温度值0111 实时显示通道八的温度值1*** 自动循环显示所有通道的温度C. 选择键盘监测方法对是否有键按下的信息输入方式有中断方式与查询方式两种.本设计采用的查询法,即在在CPU空闲时调用键盘扫描子程序.温度显示电路设计采用的是共阴极七段数码管.显示方式有动态扫描和静态显示,两种方法在本设计中皆可.由于静态扫描要用到多片串入并出芯片,考虑到电路板成本计算.本人采用是节约硬件资源的动态扫描方式.即用两块芯片就可以完成显示功能.显示数据由4511译码器输出,ULN2003为位驱动扫描信号.具体电路图如下:§3.2温度测试电路这里我们用到温度芯片DS18B20.DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式.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,也可采用寄生电源方式产生.CPU只需一根端口线就能与诸多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.DS18B20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.DS18B20内部结构(1) DS18B20的内部结构如下图所示.DS18B20内部结构图DS18B20有4个主要的数据部件:①64位激光ROM.64位激光ROM从高位到低位依次为8位CRC、48位序列号和8位家族代码(28H)组成.②温度灵敏元件.③非易失性温度报警触发器TH和TL.可通过软件写入用户报警上下限值.④配置寄存器.配置寄存器为高速暂存存储器中的第五个字节.DS18B20在0工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换成相应精度的数值,其各位定义如图所示.TM R1 R0 1 1 1 1 1MSB DS18B20配置寄存器结构图LSB其中,TM:测试模式标志位,出厂时被写入0,不能改变;R0、R1:温度计分辨率设置位,其对应四种分辨率如下表所列,出厂时R0、R1置为缺省值:R0=1,R1=1(即12位分辨率),用户可根据需要改写配置寄存器以获得合适的分辨率.配置寄存器与分辨率关系表:R0 R1 温度计分辨率/bit 最大转换时间/us0 0 9 93.750 1 10 187.51 0 11 3751 1 12 750(2) 高速暂存存储器高速暂存存储器由9个字节组成,其分配如下图所示.当温度转换命令发布后,经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节.单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后,数据格式如图所示.对应的温度计算:当符号位S=0时,直接将二进制位转换为十进制;当S=1时,先将补码变为原码,再计算十进制值.温度低位温度高位TH TL 配置保留保留保留8位CRCLSB DS18B20 存储器映像图MSB温度值格式图DS18B20 温度数据表:23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4MSB LSBS S S S S 26 25 24典型对应的温度值表:温度/℃二进制表示十六进制表示+125+25.0625+10.125+0.5-0.5-10.125-25.0625-55 00000111 1101000000000001 1001000100000000 1010001000000000 0000100000000000 0000000011111111 1111100011111111 0101111011111110 0110111111111100 10010000 07D0H0191H00A2H0008H0000HFFF8HFF5EHFE6FHFC90HDS18B20最大的特点是单总线数据传输方式,DS18B20的数据I/O均由同一条线来完成.硬件连接电路如下图:本系统为多点温度测试.DS18B20采用外部供电方式,理论上可以在一根数据总线上挂256个DS18B20,但时间应用中发现,如果挂接25个以上的DS18B20仍旧有可能产生功耗问题.另外单总线长度也不宜超过80M,否则也会影响到数据的传输.在这种情况下我们可以采用分组的方式,用单片机的多个I/O来驱动多路DS18B20.在实际应用中还可以使用一个MOSFET将I/O口线直接和电源相连,起到上拉的作用.对DS18B20的设计,需要注意以下问题(1)对硬件结构简单的单线数字温度传感器DS18B20 进行操作,需要用较为复杂的程序完成.编制程序时必须严格按芯片数据手册提供的有关操作顺序进行,读、写时间片程序要严格按要求编写.尤其在使用DS18B20 的高测温分辨力时,对时序及电气特性参数要求更高. (2)有多个测温点时,应考虑系统能实现传感器出错自动指示,进行自动DS18B20 序列号和自动排序,以减少调试和维护工作量.(3)测温电缆线建议采用屏蔽4 芯双绞线,其中一对线接地线与信号线,另一组接VCC和地线,屏蔽层在源端单点接地.DS18B20 在三线制应用时,应将其三线焊接牢固;在两线应用时,应将VCC与GND接在一起,焊接牢固.若VCC脱开未接,传感器只送85.0 ℃的温度值.(4)实际应用时,要注意单线的驱动能力,不能挂接过多的DS18B20,同时还应注意最远接线距离.另外还应根据实际情况选择其接线拓扑结构.§3.3 串口通讯电路AT89C51有一个全双工的串行通讯口,所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯.进行串行通讯时要满足一定的条件,比如电脑的串口是RS232电平的,而单片机的串口是TTL电平的,两者之间必须有一个电平转换电路,我们采用了专用芯片MAX232进行转换,虽然也可以用几个三极管进行模拟转换,但是还是用专用芯片更简单可靠.具体电路如下:我们采用了三线制连接串口,也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线:第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD.这是最简单的连接方法,但是对本设计来说已经足够使用了,电路如上图所示.通信线采用交叉接法,即两者信号线对应成为R—T,T—R.具体连接电路如下:§3.4 整体电路见附件二(电路原理图)第四章软件设计§4.1 概述整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的,当硬件基本定型后,软件的功能也就基本定下来了.从软件的功能不同可分为两大类:一是监控软件(主程序),它是整个控制系统的核心,专门用来协调各执行模块和操作者的关系.二是执行软件(子程序),它是用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、通讯等.每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块.这里将各执行模块一一列出,并为每一个执行模块进行功能定义和接口定义.各执行模块规划好后,就可以规划监控程序了.首先要根据系统的总体功能和键盘设置选择一种最合适的监控程序结构,然后根据实时性的要求,合理地安排监控软件和各执行模块之间地调度关系.§4.2 主程序方案主程序调用了4个子程序,分别是数码管显示程序、键盘扫描以及按键处理程序、温度测试程序、中断控制程序、单片机与PC机串口通讯程序.键盘扫描电路及按键处理程序:实现键盘的输入按键的识别及相关处理.温度测试程序:对温度芯片送过来的数据进行处理,进行判断和显示.数码管显示程序:向数码的显示送数,控制系统的显示部分.中断控制程序:实现循环显示功能.串口通讯程序:实现PC机与单片机通讯,将温度数据传送给PC机.将各个功能程序以子程序的形式写好,当写主程序的时候,只需要调用子程序,然后在寄存器的分配上作一下调整,消除寄存器冲突和I/O冲突即可.程序应该尽可能多的使用调用指令代替跳转指令.因为跳转指令使得程序难以看懂各程序段之间的结构关系.而调用指令则不同,调用指令使得程序结构清晰,无论是修改还是维护都比较方便.将功能程序段写成子程序的形式,除了方便调用之外,还有一个好处那就是以后写程序的时候如果要用到,就可以直接调用这个单元功能模块.主程序流程图如右图:§4.3 各模块子程序设计下面对主要几个子程序的流程图做介绍:(1)温度测试子程序设计见附录一:温度测试子程序流程图(2)中断控制程序设计如右图:(3)串口通信程序设计本次通讯中,测控系统分位上位机和下位机之间的通信,系统中单片机负责数据采集、处理和控制,上位机进行现场可视化检测,通信协议采用半双工异步串行通信方式,通过RS232的RTS信号进行收发转换,传输数据采用二进制数据,上位机与下位机之间采用主从式通讯.本人采用的VB环境下PC机与单片机之间实现串行通讯的软硬件方案.VB是Microsoft公司推出的Windows应用程序开发工具,因其具有界面友好,编程简便等优点而受到广泛的使用,而且Visual Basic 6.0 版本带有专门实现串行通讯的MSCOMM控件.MSComm控件串口具有完善的串口数据的发送和接收功能.通过此控件,PC机可以利用串行口与其它设备实现轻松连接,简单高效地实现设备之间的通讯.此控件的事件响应有两种处理方式.事件驱动方式:由MSComm控件的OnComm事件捕获并处理通讯错误及事件;查询方式:通过检查CommEvent属性的值来判断事件和错误.1) MSComm控件的主要属性和方法a. CommPort:设置或返回串行端口号,其取值范围为1—99,缺省为1b. Setting:设置或返回串行端口的波特率、奇偶校验位、数据位数、停止位.c. PortOpen:打开或关闭串行端口.d. RThreshold:该属性为一阀值,它确定当接收缓冲区内字节个数达到或超过该值后就产生MSComml-OnComm事件.e. Input:从接收缓冲区移走一串字符.f. Output:向发送缓冲区传送一字符串.软件流程图如下:单片机程序流程图PC通讯程序流程图参数设定:通信端口选择COM1,波特率设定为1200B/SmPort=1MSComm.Setting=“1200, n, 8, 1”.START: MOV SP,#60HMOV TMOD,#20HMOV TH1,#0E6HMOV TL1,#0E6H ;1200B/S,晶振为12MHZMOV PCON,#00HMOV SCON,#50HSETB TR1第五章系统调试§5.1 分步调试1、测试环境及工具测试温度:0~100摄氏度.(模拟多点不同温度值环境)测试仪器及软件:数字万用表,温度计0~100摄氏度,串口调试助手.测试方法:目测.2、测试方法使系统运行,观察系统硬件检测是否正常(包括单片机最小系统,键盘电路,显示电路,温度测试电路等).系统自带测试表格数据,观察显示数据是否相符合即可.采用温度传感器和温度计同时测量多点水温变化情况(取温度值不同的多点),目测显示电路是否正常.并记录各点温度值,与实际温度值比较,得出系统的温度指标.使用串口调试助手与单片机通讯,观察单片机与串口之间传输数据正确否.3、测试结果分析自检正常,各点温度显示正常,串口传输数据正确.因为芯片是塑料封装,所以对温度的感应灵敏度不是相当高,需要一个很短的时间才能达到稳定.§5.2 统一调试将硬件及软件结合起来进行系统的统一调试.实现PC机与单片机通讯,两者可以实时更新显示各点温度值.结束语AT89C51的时钟为12M,I/O口可达32个,高的时钟频率和丰富的I/O,都为实现电路功能提供了非常有利的条件.同时也AT89C51内含4KB FLASH ROM,开发环境友好,易用,方便,大大加快本系统设计开发.拨码开关的使用,使操作更为简洁,易懂.实时显示电路的设计,使温度信息更迅速,直观地发布.本制作的设计中使用了传感器的只是插座电路,因此,该系统的可扩展性很强.整个系统硬件简单、可靠,系统成本低.致此本人设计基本完成了预期的目标,系统在硬件自动测试,键盘操作,实时显示方面做的比较好.但是由于时间仓促、条件有限,设计成果并不是很完美,还存在下面问题:串口通讯不稳定,未对温度数值统计处理以及存储.我准备在今后的工作过程中进一步完善此设计.参考文献[1]. 贾振国. 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