基于單片機控制的數(shù)字測溫系統(tǒng)設(shè)計

基于單片機控制的數(shù)字測溫系統(tǒng)設(shè)計

0.感器ds18b20性能特點隨著ga1a1的大規(guī)模發(fā)展，為了控制傳播速度，需要對流動人口進行人體體溫測量。由于溫度傳感器DS18B20具有獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信,可實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能,零待機功耗,電壓范圍僅為3.0~5.5V而且具有讀數(shù)方便,測溫范圍廣,測溫準(zhǔn)確的特點,最主要的是用戶可定義報警設(shè)置,報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度(溫度報警條件)立即發(fā)出報警信號。1.設(shè)計要求1.1基本范圍-50℃-110℃1.2精度誤差小于0.5℃1.3LED數(shù)碼直讀顯示1.4可以任意設(shè)定溫度的上下限報警功能2.溫度傳感器和控制器溫度計電路設(shè)計總體設(shè)計方框圖如圖1所示,控制器采用單片機STC89S52,溫度傳感器采用DS18B20,用4位LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實現(xiàn)溫度顯示。3.系統(tǒng)的組成和工作原則3.1ds18b20性能特點DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器,與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比,它能直接讀出被測溫度,并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點如下:3.1.1獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信;3.1.2多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上,實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能;3.1.3無須外部器件;3.1.4可通過數(shù)據(jù)線供電,電壓范圍為3.0~5.5V;3.1.5零待機功耗;3.1.6溫度以9或12位數(shù)字;3.1.7用戶可定義報警設(shè)置;3.1.8報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度(溫度報警條件)的器件;3.2溫度顯示裝置溫度計電路設(shè)計原理圖如圖3所示,控制器使用單片機STC89C52,溫度傳感器使用DS18B20,用4位共陽LED數(shù)碼管以動態(tài)掃描法實現(xiàn)溫度顯示。度顯示電路4.系統(tǒng)程序的設(shè)計系統(tǒng)程序主要包括主程序,讀出溫度子程序,溫度轉(zhuǎn)換命令子程序,計算溫度子程序,顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。4.1溫度測量的處理主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當(dāng)前溫度值,溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度,其程序流程見圖4所示。4.2熱值校驗crc校驗讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié),在讀出時需進行CRC校驗,校驗有錯時并進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖5所示。5.實驗、準(zhǔn)備和測試結(jié)果的分析5.1led閱讀器檢查檢查印制板及焊接的質(zhì)量情況,在檢查無誤后可通電檢查LED顯示器。若亮度不理想,可以調(diào)整P0口的電阻大小,一般情況取200歐電阻即可。5.2ds18b20工作原理在KeilC51編譯下進行,源程序編譯及仿真調(diào)試應(yīng)分段或以子程序為單位逐個進行,最后結(jié)合硬件實時調(diào)試。通過以上檢查后,將電路通電查看是否按要正常工作,實驗最終結(jié)果顯示實驗成功。下面分別為仿真電路圖、實物圖。3.1.9負(fù)電壓特性,電源極性接反時,溫度計不會因發(fā)熱而燒毀,但不能正常工作;DS18B20的測溫原理,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小,用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1;高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變,所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入。器件中還有一個計數(shù)門,當(dāng)計數(shù)門打開時,DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進行計數(shù)進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定,每次測量前,首先將-55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1、溫度寄存器中,計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。另外,由于DS18B20單線通信功能是分時完成的,它有嚴(yán)格的時隙概念,因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為:初使化DS18B20(發(fā)復(fù)位脈沖)→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。DS18B20可以采用兩種方式供電,一種是采用電源供電方式,此時DS18B20的1腳接地,2腳作為