溫度傳感器電路設(shè)計(jì)

1、DS18B20溫度傳感器電路設(shè)計(jì)默認(rèn)分類 2010-06-29 12:08:49 閱讀393 評論0   字號：大中小 訂閱 單片機(jī)原理及應(yīng)用-項(xiàng)目設(shè)計(jì)  DS18B20溫度傳感器電路設(shè)計(jì)  一.   項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案概述溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中要實(shí)時(shí)測量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測量，因此研究溫度的測量方法和裝置具有重要意義。在單片機(jī)的應(yīng)用中，一個(gè)很重要的應(yīng)用就是對溫度進(jìn)行檢測。測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，采用智能溫度傳感器以實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)字化，既能以數(shù)字形式直接

2、輸出被測溫度值，具有測量誤差小，分辨力高，抗干擾能力強(qiáng)，能夠遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，帶串行總線接口等優(yōu)點(diǎn)。溫度的數(shù)字輸出顯示LCD1602液晶顯示器上。單片機(jī)、溫度傳感器DS18B20與LCD液晶顯示器等電子元器件的互聯(lián)，可以研制和開發(fā)出具有高性價(jià)比的新一代測溫系統(tǒng)基于單片機(jī)AT89S52的數(shù)字溫度計(jì)?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)，即對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，使用單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20把溫度信號直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入單片機(jī)。經(jīng)單片機(jī)處理后，將實(shí)時(shí)溫度顯示LCD液晶顯示器上。 二.   項(xiàng)目設(shè)計(jì)具體模塊分析1、     總控模塊AT8

3、9S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可

4、降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 2、電源模塊電源采用了7805芯片。他的封裝形式為TO-220.他有一系列固定的限制，以及過熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，使它基本上不會損壞。如果能夠提供足夠的散熱片，它們就能提供大于1.5A的輸出電流。雖然是按照固定電壓值來設(shè)計(jì)的，但是當(dāng)接入適當(dāng)?shù)耐獠科骷螅湍塬@得各種不同的電壓和電流。它的特點(diǎn)有：最大輸出電流為1.5A；輸出電壓為5V；擁有熱過載保護(hù)、短路保

5、護(hù)以及輸出晶體管安全工作區(qū)保護(hù)。 3、傳感器模塊本項(xiàng)目的傳感器模塊采用了DS18B20芯片。傳統(tǒng)的溫度檢測可以使用熱敏電阻作為溫度敏感元件，熱敏電阻主要優(yōu)點(diǎn)是成本低，但需后續(xù)信號處理電路，而且可靠性相對較差，準(zhǔn)確度和精度都較低。美國Dallas 公司最新推出的DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器不同，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可以分別在93.75ms 和750ms 內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化9 位和12 位的數(shù)字量。因而使用DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單，可靠性更高。芯片的耗電量很小，從總線上“偷”一點(diǎn)電存

6、儲在片內(nèi)的電容中就可正常工作，一般不用另加電源。最可貴的是這些芯片在檢測點(diǎn)已把被測信號數(shù)字化了，因此在單總線上傳送的是數(shù)字信號，這使得系統(tǒng)的抗干擾性好、可靠性高、傳輸距離遠(yuǎn)。系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：（1）單線接口，只有一根信號線與CPU 連接單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點(diǎn)；（2）不需要備份電源，可通過信號線供電，電源電壓范圍從3.35V；（3）傳送串行數(shù)據(jù)，不需要外部元件；（4）溫度測量范圍從-55+125，-10+85時(shí)測量精度為±0.5；（5）通過編程可實(shí)現(xiàn)912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式（出廠時(shí)被設(shè)置為12 位）；（6）零功耗等待；（7）現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大

7、提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。 4、            顯示模塊顯示模塊采用了型號為1602的LCD。它體積小、功耗低、超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。它分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780.本設(shè)計(jì)中應(yīng)用的是帶背光的1602，帶背光的比不帶背光的厚，但兩者在應(yīng)用中并無差別。 1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個(gè)字符；芯片工作電壓:

8、4.55.5V；工作電流:2.0mA(5.0V)；模塊最佳工作電壓:5.0V；字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。 5、項(xiàng)目展望本設(shè)計(jì)也有許多可以改進(jìn)的地方，首先可以安裝報(bào)警器，當(dāng)溫度超過溫度測量范圍時(shí)就可報(bào)警。其次也可以安裝一個(gè)可以在可變范圍內(nèi)調(diào)節(jié)溫度上下限的按鈕。本電路也存在缺點(diǎn)，由于將傳感器焊接在板子上，板子不能絕緣密封的，所以不適合測量液體的溫度。限制了此溫度計(jì)的使用。 三、本人對項(xiàng)目設(shè)計(jì)的貢獻(xiàn)1、小組成員      組長：xxx    組員：xxx 2、&#

9、160;    每個(gè)人對項(xiàng)目設(shè)計(jì)的貢獻(xiàn)   xx（x%）：測試板子、原理圖、編程、調(diào)試程序、項(xiàng)目報(bào)告、傳感器模塊   xx（x%）：焊板子、原理圖、編程、PPT制作及演示、顯示模塊   xx（x%）：焊板子、原理圖、項(xiàng)目報(bào)告、電源模塊   xx（x%）：焊板子、原理圖、總控模塊 四、項(xiàng)目設(shè)計(jì)的理解單片機(jī)的接口信號是數(shù)字信號。要想用單片機(jī)獲取溫度這類非電信號的信息,必須使用溫度傳感器,將溫度信息轉(zhuǎn)換為電流或電壓輸出。如果轉(zhuǎn)換后的電流或電壓輸出是模擬信號,還必須進(jìn)行A/ D轉(zhuǎn)換,

10、以滿足單片機(jī)接口的需要。傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻作為溫度傳感器。但是,熱敏電阻的可靠性較差、測量溫度準(zhǔn)確率低,而且還必須經(jīng)專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后才能由單片機(jī)進(jìn)行處理。 附件一：1、            原理圖  附件二：1、     仿真圖  附件三：1、     程序代碼#include<reg51.h>#define uchar

11、 unsigned char#define uint unsigned int sbit DQ=P34;/ds18b20與單片機(jī)連接口sbit RS= P30;sbit RW = P31;sbit EN = P32;unsigned char code str1="temperature:"unsigned char code str2="              "unsigned char code str3=

12、"Hello!Da Lian." uchar data disdata6;uint tvalue;/溫度值uchar tflag;/溫度正負(fù)標(biāo)志/*lcd1602程序*/void delay1ms(unsigned int ms)/延時(shí)1毫秒（不夠精確的）unsigned int i,j;   for(i=0;i<ms;i+)   for(j=0;j<100;j+);void wr_com(unsigned char com)/寫指令/ delay1ms(1);   RS=0; &#

13、160; RW=0;   EN=0;   P1=com;   delay1ms(1);   EN=1;   delay1ms(1);   EN=0;void wr_dat(unsigned char dat)/寫數(shù)據(jù)/ delay1ms(1);   RS=1;   RW=0;   EN=0;   P1=dat;   delay1ms(1);   EN=1;&

14、#160;  delay1ms(1);   EN=0;void lcd_init()/初始化設(shè)置/delay1ms(15);wr_com(0x38);delay1ms(100);wr_com(0x08);delay1ms(100);wr_com(0x01);delay1ms(100);wr_com(0x06);delay1ms(100);wr_com(0x0c);delay1ms(100);  void display(unsigned char *p)/顯示/while(*p!='0')wr_dat(*p);p+;delay1

15、ms(1);void init_play()/初始化顯示 lcd_init();    wr_com(0x80);display(str1);wr_com(0xc0);display(str2); void init_play1()/初始化顯示 lcd_init();    wr_com(0x80);display(str3);wr_com(0xc0);    delay1ms(2000);display(str2);/*ds18b20程序*/void delay_18B20(unsi

16、gned int i)/延時(shí)1微秒   while(i-);void ds1820rst()/*ds1820復(fù)位*/ unsigned char x=0;DQ = 1;          /DQ復(fù)位delay_18B20(4); /延時(shí)DQ = 0;          /DQ拉低delay_18B20(100); /精確延時(shí)大于480usDQ = 1;    

17、;      /拉高delay_18B20(40);  uchar ds1820rd()/*讀數(shù)據(jù)*/ unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i-)   DQ = 0; /給脈沖信號       dat>>=1;       DQ = 1; /給脈沖信號     

18、  if(DQ)       dat|=0x80;       delay_18B20(10);   return(dat);void ds1820wr(uchar wdata)/*寫數(shù)據(jù)*/unsigned char i=0;    for (i=8; i>0; i-)     DQ = 0;        D

19、Q = wdata&0x01;        delay_18B20(10);        DQ = 1;        wdata>>=1;    read_temp()/*讀取溫度值并轉(zhuǎn)換*/uchar a,b;ds1820rst();    ds1820wr(0xcc);/*跳過讀序列號*/ds182

20、0wr(0x44);/*啟動溫度轉(zhuǎn)換*/ds1820rst();    ds1820wr(0xcc);/*跳過讀序列號*/ ds1820wr(0xbe);/*讀取溫度*/ a=ds1820rd();b=ds1820rd();tvalue=b;tvalue<<=8;tvalue=tvalue|a;   if(tvalue<0x0fff)   tflag=0;    else   tvalue=tvalue+1;tflag=1;   tval

21、ue=tvalue*(0.625);/溫度值擴(kuò)大10倍，精確到1位小數(shù)return(tvalue);/*/   void ds1820disp()/溫度值顯示 uchar flagdat;   disdata0=tvalue/1000+0x30;/百位數(shù)   disdata1=tvalue%1000/100+0x30;/十位數(shù)   disdata2=tvalue%100/10+0x30;/個(gè)位數(shù)   disdata3=tvalue%10+0x30;/小數(shù)位   disdata

22、4=0xdf;   disdata5='C'      disdata6='H'   if(tflag=0)   flagdat=0x20;/正溫度不顯示符號   else   flagdat=0x2d;/負(fù)溫度顯示負(fù)號:-   if(disdata0=0x30)      disdata0=0x20;/如果百位為0，不顯示          if(disdata1=0x30)        &