基于ds18b20数字温度计的设计

基于ds18b20数字温度计的设计内容摘要：

.................................................... 9 MAX7219 简介 .....................................................................................11 MAX7219 内部寄存器和工作模式 .................................................... 12 电源 的设计 ................................................................................................... 13 3 系统软件的设计 ..................................................................................................... 15 显示子程序的设计 ....................................................................................... 15 DS18B20 数据采集子程序的设计 ............................................................... 16 结论 .................................................................................................................................... 19 附录 A AT89S52 与 MAX7219 接口程序 ..................................................................... 21 附录 B DS18B20 数据采集程序 ................................................................................... 25 致 谢 ................................................................................................................................ 28 II 插图索引 图 1 总体框图 .................................................................................................................. 5 图 2 DS18B20 外部形状及管脚图 ...................................................................................... 6 图 3 DS18B20 测温原理 .................................................................................................... 7 图 4 单片机接口电路图 .................................................................................................... 9 图 5 显示电路原理图 ..................................................................................................... 10 图 6 电源电路 ................................................................................................................ 13 图 7 显示字程序流程 ..................................................................................................... 15 图 8 温度采集程序流程 .................................................................................................. 17 III 基于 DS18B20 数字温度计的设计 摘 要 本文研制的数字式定时温控系统是一个 基于单总线数字式温度传感器 DS18B20，以单片机芯片为核心的系统。 该系统具有对温度的实时检测功能，实时日历时钟、温度和时间数值的设定等功能。 该系统可以应用于发面、菜窖温度控制及保健等领域。 本文首先对测温技术、温度控制技术的现状进行了介绍，对各种控制理论、方案进行了简单的分析与比较 ； 其次根据用户提出的总体要求和技术指标，从工程应用的角度出发，以发面器为主要应用对象进行了硬件部分的设计和选型、软件的设计与分析，且在实现中遵循了简单、经济、实用的原则：然后详细介绍了本系统所用各芯片的特点、工作原理、应用及其与 单片机间的通信协议。 最后本文对实验、调试和实践应用过程中出现的问题、误差及采用的抗干扰措施进行了分 析和讨论。 【关键词】 ：数字温度计、单片机、温度传感器、单线技术。 IV The design of digital thermometer Based on DS18B20 Abstract This paper developed by Digital Timing is a temperature control system based on singlebus digital temperature sensor DS18B20,microcontroller chip as the core to the system..The system has the temperature of the realtime detection,realtime calendar clock,temperature and time of setting numerical and other system can be applied to Famian,Caijiao temperature control and health and other fields. In this paper the temperature measurement technology,the status of temperature control technology was introduced the various control theory,the programme carried out a simple analysis and parison followed by users in accordance with the general requirements and technical indicators, from the engineering point of view,to Famian for application as the main targets of a hardware part of the design and selection,software design and analysis,and follow in the realization of a simple,economic,practical principles:and then described in detail the system used by the chip characteristics,work Principle,and its application MCU and the munication protocol. Finally on this experiment,testing and practical application of the problems in error and the use of antijamming measures were discussed. 【 Key words】 Digital Thermometer MCU Temperature Sensor Oneway technology 1 绪论 本文设计的简单实用的数字式温度测控系统，亦可广泛应用于各种定时、温度控制领域，如工业工控过程的温度控制，发电厂、热电厂、大型中央空调设备用户端、自动化生产线、农业养殖、温棚、温室、干燥 房、粮食仓库、井下温度控制等场合。 系统能够随时测量环境温度并且显示当前的温度值，因此，研究和开发经济、实用的定时温度测控系统具有现实意义，也有着广泛的应器上当前室温的显示等等。 不同的温度传感器测量的精度以及功能强弱各不相同用前景。 温度采集与显示系统在工业、民用、军事等领域占有重要的地位，比如空调遥控，因此在不同的应用场合可设计不同的系统对温度进行检测和控制，如在普通的室内温度检测中，可用一般的温度传感器，通过 AD 转换之后，由数码管直接显示该室内的温度。 但是普通型传感器芯片不仅体积大，而且输出的信号都是模拟信 号，必须经过 A/D 转换后才能被处理器识别，而且不能实现多点温度的测量，最大的缺点就是它的精度不是很高。 而在要求精度很高的温度控制中，显然普通的温度采集和显示系统已不能满足设计的需要。 因此，针对此现状，本文设计了一种由单片机控制的智能温度采集与显示系统。 它以 AT89S52单片机为核心，实现对温度信号的采集和显示。 在温度信号的采集方面，利用单总线数字温度传感器的特点及功能实现对温度的采集，由 DALLAS 半导体公司生产的 DS18B20 型单线智能温度传感器，属于新一代适配微处理器的智能温度传感器。 与传统的热敏电阻相 比，它能够直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9~12 位的数字值读数方式，可在 55— +125℃的范围内测量温度。 从中央处理器到 DS18B20 仅需连接一条信号线 和地线，其指令信息和数据信息都经过单总线接口与 DS18B20 进行数据交换，且每个DS18B20 有唯一的系列号。 因此同一条单总线上可以挂接多个 DS18B20，构成主从结构的多点测温传感器网络。 而在显示方面采用数码管显示。 此系统具有结构简单、价格低廉、易于操作及系统扩展、性价比高等特点。 它利用 89S52 单片机的强大功能和可扩充性为后盾 ， 可实现对某一路温度和温度的上下限进行有效的控制与输出。 本文第一章主要是对单片机概述，第二章是系统硬件电路的设计，第三章是系统软件的设计。 2 1 单片机的概述 单片机的发展情况和应用 当国内从 80 年代起开始了单片机的热潮，二十多年过去了，单片机从研究所走出来， 成为日常生活中的一个不可缺少的部件。 硬件方面日趋多样化， 4 位、 8 位、 16 位、 32 位等型号共同并存，在不同的领域存在，如家电、玩具、工业设备、仪器、通讯等。 软件方面发展主要为汇编语言、 C 语言、嵌入式操作系统。 速度、稳定性特别要求的场合较多采用汇编语言和 C 语言。 单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。 自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着 CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。 单片机的品种繁多，按应用范围分为通用型和专用型。 专用型是针对某种特定产品而设计的，例如用于洗衣机的单片机。 通用型单片机有总线型和非总线型或者 8 位和 16 位之分， 总线型设有并行地址总线、数据总线和控制总线的引脚，便于扩展外围器件。 非总线型没有有总线引脚， 芯片体积小，要扩展可通过 I/O 口，因此非线型更适合中小系统。 以下就单片机部分功能器件的应用举例简要说明。 首先以实时时钟为例。 一些单片机控制系统要求在确定的时刻进行某种检测与操作，有的控制系统要求在进行某种操作时记下进行操作的具体时间，例如现在各公司广泛用的员工考勤打卡机，有些网页的登陆同时记下用户的登陆时间等。 要达到这个目的，就要给系统配置实时时钟，一边根据时钟提供的时间，按时操作或记录。 当然生产实时时钟可以用软件实现，但最方便的还是用时钟芯片，常用的时钟芯片又并行和串行两种形式。 看门狗是监视程序正常运行的 一种定时器。 它的定时时间固定不编，一旦定时时间到，就会产生中断或产生溢出脉冲，使系统复位，为了不然系统复位，我们可以在运行的程序中，插入对看门狗定时器的清零指令，不时对它清零刷新。 这样溢出就不会发生。 在许多单片机内部就有看门狗电路。 如 AT8951 以及 Microchip 公司的 PIC 系列产品等。 如果单片机内部没有看门狗电路，可以用片内多余的定时器通过软件自行构成。 也可选用集成电路。 近年来，新型单片机内的接口，无论从类型和数量上都有很大的发展单片机从功能到形态。