基于单片机的数字温度计课程设计报告

基于单片机的数字温度计课程设计报告内容摘要：

斜率累加器 比较 低温度系数振荡器 计数器 1 温度寄存器 Tx 预置 =0 高温度系数振荡器 0 计数器 2 T1 加 1 停止 T2 5 64位 ROM的结构开始 8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 检验码，这也是多个 DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。 温度报警触发器 TH 和 TL，可通过软件写入户报警上下限。 DS18B20 温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的可电擦除的 EERAM。 高速暂存 RAM 的 结构为 8字节的存储器，结构如图 4所示。 头 2 个字节包含测得的温度信息，第 3和第 4 字节 TH 和 TL 的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。 第 5 个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。 DS18B20 工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。 该字节各位的定义如图 5 所示。 低 5 位一直为 1， TM 是工作模式位，用于设置 DS18B20 在工作模式还是在测试模式， DS18B20 出厂时该位被设置为 0，用户不要去改动， R1 和 R0 决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。 TM R1 R0 1 1 1 1 1 图 5 DS18B20 的字节定义 DS18B20 的分辨率定义如表 21所示 表 21 分辨率设置表 R0 R1 分辨率 最大温度转移时间 0 0 9 位 0 1 10 位 1 0 11 位 375ms 1 1 12 位 750ms 温度 LSB 温度 MSB TH 用户字节 1 TL 用户字节 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 6 由表 1 可见， DS18B20 温度转换的时间比较长，而且分辨率越高，所需要的温度数据转换时间 越长。 因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。 主机控制 DS18B20 完成温度转换过程是：每一次读写之前都要对 DS18B20 进行复位，即将数据总线下拉 500us，然后释放， DS18B20 收到信号后等待 1660us 左右，之后发出 60240us 的存在低脉冲，主 CPU 收到此此信号表示复位成功；复位成功后发送一条 ROM 指令，然后发送 RAM 指令，这样才能对 DS18B20 进行预订的读写操作。 表 22 ROM 指令集 指令 约定代码 功能 读 ROM 33H 读 DS18B20 中的编码 符合 ROM 55H 发出此命令后，接着发出 64 位 ROM 编码，访问单线总线上与该编辑相对应的 DS18B20 使之做出响应，为下一步对该 DS18B20 的读写作准备 搜索 ROM 0F0H 用于确定挂接在同一总线上的 DS18B20 个数和识别 64位ROM 地址，为操作各器件作准备 跳过 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 发送温度变换指令 告警搜索命令 0ECH 执行后，只有温度跳过设定值上限或下限的片子才能做出反应 表 23 RAM 指令集 指令 约定代码 功能 温度转换 44H 启动 DS18B20 进行温度转换 读暂存器 0BEH 读暂存器 9 个字节内容 写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的 TH、 TL 字节 复制暂存器 48H 把暂存器的 TH、 TL 字节写到 E2RAM 中 重调 E2RAM 0B8H 把 E2RAM 中的 TH、 TL 字节写到暂存器 TH、 TL字节 读供电方式 0B4H 启动 DS18B20 发送电源供电方式的信号给主 CPU DS18B20 的测温原理是这 这样的 ,器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器 1；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器 2的脉冲输入。 7 器件中还有一个计数门，当计数门打开时， DS18B20 就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。 计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将最低温所对应的一个基数分别置入减法计数器 温度寄存器中，计数器 1和温度寄存器被预置在最低温所对应的一个基数值。 减法计数器 1对低温度系数晶振产生的脉冲信号 进行减法计数，当减法计数器 1的预置值减到 0 时，温度寄存器的值将加 1，减法计数器 1的预置将重新被装入，减法计数器 1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到 0 时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。 其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值。 硬件设计 主控制器。