温度传感器的温度计设计基于DS18B20温度传感器的温度计设计
摘要:以DS18B20温度传感器,4位7段数码管和AT89C52RC微控制器为主要部分实现数字温度计的设计,利用DS18B20本身具有的模数转换功能和暂时存储功能将模拟量气温转换为微控制器可处理的数字量,并使用AT89C52RC的输入输出及定时器中断功能通过DS18B20的单线连接结构与DS18B20进行信息传输,读取温度值并用数码管显示出来。
1设计选题的目的、意义设计选题的目的、
通过数字温度计的设计进一步熟悉单片机微控制器及相关数字模拟电路的原理和功能,熟悉单片机的程序设计,学会传感器的使用和相关文献的查找及学习。
2硬件电路设计硬件电路设计
硬件部分主要包括微控制器、温度传感器模块和数码管显示模块三部分。21微控制器主要功能电路如下图,包括电源,接地,复位电路,时钟脉冲电路(110592MHz)。
22温度传感器模块如下图,使用外部电源,可以减少程序复杂程度。DS18B20特性:独特的单线接口仅需一个端口进行通讯简单的多点分布应用
f无需外部器件可通过数据线供电零待机功耗测温范围55125℃温度以12位数字量读出温度数字量转换时间750ms(12位)用户可定义的非易失性温度警报设置报警搜索命令识别并超过程序限定温度(温度报警条件)的器件应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统
23数码管显示模块如上图,由两片SN74HC573N八路透明锁存器分别控制共阳极数码管位和段的锁存,实现只用MCU的一组IO口分别控制数码管位和段的选通。
3软件电路设计
软件同样包括三个部分:传感器控制,显示控制,主程序。31温度传感器控制A.DS18B20内部存储读写与控制原理右图是DS18B20内部9字节的暂存器的结构,向其传送读取命令后,暂存器会依次将9个字节的数据通过单线送出,每个字节都是低位在先。在本课题,只需0字节和1字节,也就是温度LSB(低8位)和温度MSB(高8位)中的数据。这两个字节中各位数据的意义如下表所示。MSB的高5位是符号位,如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘于00625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测到的数值
f需要取反加1再乘于00625才能得到实际温度。
MSBLSBS23S22S21S20S21262225232424
DS18B20有5条ROM操作命令和6条存储器操作命令,本实例中用到1条ROM操作命令和2条存储器操作命令,见下表。
性质ROM操作存储器操作存储器操作指令跳过ROM温度转换读暂存器约定代码CCH44HBEHr