温度检测设计论文

温度检测设计论文

小组成员及任务分配：

郝鹏1403669077（编写论文）

卓应广1403669017（编程）

贾渊杰1403669080（查找资料,整理论文）

民生学院测控技术与仪器

●第一章：前言

温度检测系统可以通过DS18B20温度传感器对温度进行检测，并通过数码管显示，同时利用I/O口与单片机连接，实现温度采集，数据处理，数据调整，温度显示等功能。该系统的需求分析如下

一过程。斜坡式累加器用来补偿感温振荡器的非线性，以期在测温时获得比较高的分辨力。这是通过改变计数器对温度每增加一度所需计数的值来实现的。因此，要想获得所需的分辨力，必须同时知道在给定温度下计数器得值和每一度的计数值。温度测量电路的方框图如图

硬件及软件设计的考虑

由于单片机串口有限，因此通过锁存器实现串行输入并行输出节省串口，程序编写时应先调用led数码管所连接的寄存器，进而调用数码管。

第三章：硬件电路设计：

最小系统电路

IAP15F2K61S2属于IAP15系类型号单片机，该系列单片机有3个16位可重转载普通定时器/计数器分别是定时器/计数器0，定时器/计数器1和定时器/计数器

0，掉电唤醒专用定时器；5个外部中断INT0/INT1/INT2_______/INT3________/INT4________

;一组高速异步串行口；一组高速同步串行通信端口SPI ；２个数据指针DPTR ；外部数据总线等功能。

上图为单片机内部结构图

单片机电源电路

上图为单片机电源电路

LED八段共阳极数码管显示电路

为八段共阳极数码管节省串口通过锁存器实现串行输入，并行输出。同时为了灵

活使用，与其他开发板不同八个数码管阳极没有接电源VCC而是通过锁存器连接单片机，单片机输出高电平实现八个数码管的共阳极连接。在使用时，应先通过P2口选择模块连接的锁存器，在通过P0口输出数据来控制数码管。

DS18B20数字温度传感器电路

DS18B20具有独特的单线接口仅需一个端口引脚与单片机P1.4进行通讯。该数字温度传感器无需另外接电源，可通过数据线供电供电范围3.0V~5.5V。18B20传感器测温范围在-55度到125度，并在-10度到85度范围内精准度在+-5度

图 1 是表示DS18B20 的方框图。64 位只读存储器储存器件的唯一片序列号。高速暂存器含有两个字节的温度寄存器，这两个寄存器用来存储温度传感器输出的数据。除此之外，高速暂存器提供一个直接的温度报警值寄存器（TH和TL），和一个字节的的配臵寄存器。配臵寄存器允许用户将温度的精度设定为9，10，11 或12 位。TH,TL 和配臵寄存器是非易失性的可擦除程序寄存器（EEPROM），所以存储的数据在器件掉电时不会消失。

DS18B20通过达拉斯公司独有的单总线协议依靠一个单线端口通讯。当全部器件经由一个3态端口或者漏极开路端口（DQ引脚在DS18B20上的情况下)与总线连接的时候，控制线需要连接一个弱上拉电阻。在这个总线系统中，微控制器（主器件）依靠每个器件独有的64位片序列号辨认总线上的器件和记录总线上的器件地址。由于每个装臵有一个独特的片序列码,总线可以连接的器件数目事实上是无限的。单总线协议，包括指令的详细解释和“时序”见单总线系统节。

DS18B20的另一个功能是可以在没有外部电源供电的情况下工作。当总线处于高电平状态，DQ与上拉电阻连接通过单总线对器件供电。同时处于高电平状态的

总线信号对内部电容（Cpp）充电，在总线处于低电平状态时，该电容提供能量给器件。这种提供能量的形式被称为“寄生电源”。作为替代选择，DS18B20同样可以通过VDD引脚连接外部电源供电

使用时应注意：

SKIP ROM [CCh] (忽略ROM 指令)

这条指令允许总线控制器不用提供64 位ROM 编码就使用功能指令。当只有一只从机在总线上时，无论如何，忽略ROM指令之后只能跟着发出一条读取暂存器指令[BEh]。

READ SCRATCHPAD [BEh] （读暂存器指令）

这条命令读取暂存器的内容。读取将从字节0 开始，一只进行下去，知道第9字节（字节8，CRC）读完，如果不想读完所有字节，控制器可以在任何时间发出复位命令来中止读取。

CONVERT T [44h] (温度转换指令)

这条命令用以启动一次温度转换。温度转换指令被执行，产生的温度转换结果数据以2个字节的形式被存储在高速暂存器中，而后DS18B20保持等待状态。在温度转换期间（tconv），必须在10us(最多),内给单总线一个强上拉，见DS18B20 供电节。

以上是该电路程序设计时所需用到的指令

。

电路参考来源：蓝桥杯内部学习资料

第四章：软件程序设计

温度检测程序初步的主要思路以框图形式表示。如下

P2=0x80; P0=0xFF; P2=0xC0; P0=0xFF;

P2=0xE0; P0=0xFF; }

void ds18b20_init() {

DQ=0;

Delay500us();

DQ=1;

Delay500us();}

延时程序有ms级延时程序和us级延时程序，因为延时程序使用较多，因此将其分位100us延时、500us延时和可输入ms延时。

void Delay100us()

{unsigned char i, j;

_nop_();

_nop_();

i = 2;

j = 15;

do

{while (--j);

while (--i);

} }

void Delay500us()

{unsigned char i, j;

_nop_();

_nop_();

i = 6;

j = 93;