智能温度检测仪软件研发设计资料

智能温度检测仪软件设计资料

温度是表征物体冷却程度的物理量，也是最基本的环境参数。在农工业生产及日常生活中，对温度的测量及控制始终占据着及其重要的地位。目前，典型的温度测控系统由模拟式温度传感器、A/D转换电路和单片机造成。由于模拟式温度传感器输出的模拟信号必须经过A/D转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，因而使得硬件电路结构复杂，成本较高。而以DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体，直接输出数字量与单片机接口电路结构简单，广泛应用于距离远、节点分布多得场合，具有较强的推广应用价值。

一．系统原理及原理图

1.系统原理

该数字温度检测系统由三部分组成：温度检测、显示控制、温度显示。

（1）温度检测

该模块由DS18B20负责对测试点的温度进行测量，单片机89C52对DS18B20进行控制。由于DS18B20只有一根数据线，所以系统中的数据交换，控制都由这根线来完成，只需将DS18B20挂接到单片机的一个数据接口就可以直接使用。

（2）显示控制

由于DS18B20是通过单总线方式与单片机进行通讯的，所以对程序的编写要求较高。主要的程序流程是这样的：首先由单片机发出对DS18B20进行初始化的信号，在DS18B20初始化成功后，发送指令CC跳过读序列号的操作，接着发送指令44启动温度转换，此时在对DS18B20进行初始化，在发送指令CC跳过读序列号操作，最后发送指令BE读暂存存储器。

至此完成一个周期，当前温度值所对应的二进制编码已经被保存在DS18B20的ROM上，然后只需将ROM上的温度值读取出来，然后转换成相应的十进制，就可以拿来做最后面的运算和显示了。

（3）温度显示

这部分模块由思维八段共阳极的数码管组成，段选部分直接与单片机相连。

2.全数字温度采集系统总体电路结构框图

图1.1 全数字温度采集系统总体电路结构框图

二、单片机的选择

1 STC89C52的选择

在众多的“MCS-51系列单片机”生产的公司中，ATMEL公司生产的STC89C52是一种带8K字节闪烁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，俗称单片机。该器件采用ATMEL最

密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集合输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合的单个芯片中，ATMEL的STC89C52更是一种高效微控制器。

2 复位和晶振电路的选择

单片机运行的可靠性是单片机系统中的一个重要问题。单片机运行时，若电源电压降低或受到外界的电磁干扰，就会引起程序时空，出现“死机”或其它不正常现象，导致整个系统瘫

痪，为此增加复位电路，可以上电自动复位和手动复位，以保证系统的正常运行。另外单片机

工作需要晶振提供内部的时钟，选用12MHz的石英晶振。

3 单片机STC89C52的介绍

STC89C52是红晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8052单片机，12时钟、机器周期和6时钟、机器周期可任意选择，最新内部集成MAX810专用复位电路。

a．主要性能

（1）增强型6时钟、机器周期，13时钟、机器周期8052CPU。

（2）工作电压：5.5V~3.4V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V单片机)。

（3）工作频率范围：0~40MHz,相当于普通8052的0~80MHz。实际工作频率可达

48MHz 。

（4）用户应用程序空间4K/8K/16K/20K/32K/64K字节。

（5）片上集成1280字节、512字节ROM。

通用I/O（32/36个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉P0口是开漏输

出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需要上拉电阻。

ISP（在系统可编程）/IAP(在应用可编程)，无需专用贴编程器、仿真器可通过

串口（P3.0/P3.1）直接下载程序，8K程序3秒即可完成一片。

（8）EEPROM功能。

（9）看门狗。

（10）内部集成MAX810专用复位电路，外部晶体20M以下时，可省外部复位电路。

（11）共3个16位定时器/计算器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用。

外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，POWERDOWN模式可由外部中

断低电平出发中断触发方式唤醒。

（13）通用异步串口(UART)，还可用定时器软件实现多个UART。

（14）工作温度范围：0~75/-4℃0~85℃。

b 管脚分布图及管脚功能

STC89C52引脚分布图如下：

图1.2 STC89C52引脚图

4 单片机晶振及复位电路

表3.2 特殊功能寄存器初始状态值

晶振及复位电路图如1.3所示

图1.3 单片机晶振及复位电路图三、DS18B20温度传感器

1、DS18B20的性能特点

2 DS18B20的内部结构

2、DS18B20有4个主要的数据部件：

表3.8 ROM指令表

3、DS18B20与单片机的典型接口设计