毕业论文：基于ds18b20的多点测温系统终稿

毕业论文：基于ds18b20的多点测温系统终稿内容摘要：

D a w n B y:1P 1. 02P 1. 13P 1. 24P 1. 35P 1. 46P 1. 57P 1. 68P 1. 79R S T10P 3. 011P 3. 112P 3. 213P 3. 314P 3. 415P 3. 516P 3. 617P 3. 718X T A L 219X T A L 120GND40V C C39P 0. 038P 0. 137P 0. 236P 0. 335P 0. 434P 0. 533P 0. 632P 0. 731/ E A30A L E29/ P S E N28P 2. 727P 2. 626P 2. 525P 2. 424P 2. 323P 2. 222P 2. 121P 2. 0U1A T 89 C 5 2P 27P 26+5123J?C O N 35V1GND2V I N +3V I N 4F I G5P W 5 VP W 1C70 .1 U FC94 7U F 电压电源模块是为了使输入的 220V 交流电转换为 5V 直流电，另外 c7 和c9 电容的作用是消除滤波，提高负载能力，使输出电压信号稳定。 DS18B20 温度测量 模块 DS18b20 是美国 DALLAS 公司推出的单总线数字化测温集成电路，它具有独特的单线接口方式，将非电模拟量温度值转换为数字信号 串行 输出仅需占用 1位 I/O端口，能够直接读取被测现场的温度值。 它体积小，电压适用范围宽（ 3v~5v），且可通过编程实现 9~12 位的温度读数，即具有可调的温度分辨率，因此实用性和可靠性较高，应用广泛。 以下是 DS18b20 的内部结构图。 图 25 DS18b20 的内部结构图 图 24 电压电源原理图 毕业设计 第 5 页 DS18B20 有 4 个主要的数据部件： ① 64 位 激光 ROM。 64 位激光 ROM 从高位到低位依次为 8 位 CRC、 48 位序列号和 8位家族代码 (28H)组成。 ② 温度灵敏元件。 ③ 非易失性温度报警触发器 TH 和 TL。 可通过软件写入用户报警上下限值。 ④ 配置寄存器。 配置寄存器为高速暂存存储器中的第五个字节。 DS18B20 在 0 工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换成相应精度的数值 DS18B20 的测温范围为 55℃ ~+125℃ ,在 10℃ ~+85℃范围内，精度为177。 ℃。 在电压低于 时精度误差较大。 在本系统中使用了两个 DS18b20 温度传感器，测温范围 为 0℃ ~100℃，另外根据器件稳定工作的特点，考虑到驱动能力的不足，采用外加 5V 电源以满足传感器精度高的要求。 根据其时序特点以下是 DS18B20 与 AT89C52 单片机构成的温度监测 系统如下 V C C1DQ2GND3D S 18 B 2 0D S 18 B 2 0R41 00 KDQ+5 图 26 DS18b20 的典型应用 在本系统 中两个温度传感器与单片机连接方式如下： 毕业设计 第 6 页 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 1 M a y 20 1 0 S he e t o f F i l e : C : \ P r og r a m F i l e s \ D e s i gn E x p l o r e r 9 9 S E \ L i b r a r y \ S c h \ M yD e s i gn 3 .d d bD a w n B y:123J1123J2+5 +5P 10 P 11 本系统为多点温度测试。 DS18B20 采用外部供电方式，理论上可以在一根数据总线上挂 256 个 DS18B20，但实际应用中发现，如果挂接 20 个以上的 DS18B20 就会 产生功耗问题。 另外单总线长度也不宜超过 ，否则 会影响到数据的传输。 在这种情况下我们可以采用分组的方式，用单片机的多个 I/O 来驱动多路DS18B20。 在实际应用中还可以使用一个 MOSFET 将 I/O 口线直接和电源相连，起到上拉的作用。 在本电路板的设计中考虑到 初步 实践的准确性，暂使用 2 个DS18B20 分别连接单片机的 和 口。 对 DS18B20 的设计，需要注意以下问题 （ 1）对硬件结构简单的单线数字温度传感器 DS18B20 进行操作，需要用较为复杂的程序完成。 编制 程序时必须严格按芯片数据手册提供的有关操作顺序进行，读、写时间片程序要严格按要求编写。 尤其在使用 DS18B20 的高测温分辨力时，对时序及电气特性参数要求更高。 （ 2）有多个测温点时，应考虑系统能实现传感器出错自动指示，进行自动DS18B20 序列号和自动排序，以减少调试和维护工作量。 （ 3）测温电缆线建议采用屏蔽 4 芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接 VCC和地线，屏蔽层在源端单点接地。 DS18B20 在三线制应用时，应将其三线焊接牢固；在两线应用时，应将 VCC与 GND接在一起，焊接牢固。 若 VCC脱开未接，传感器只送 ℃ 的温度值。 （ 4）实际应用时，要注意单线的驱动能力，不能挂接过多的 DS18B20，同时还应注意最远接线距离。 另外还应根据实际情况选择其接线拓扑结构。 图 27 传感器与单片机连接图 毕业设计 第 7 页 键盘选择模块 本系统采用 4 个欧姆龙轻触开关作为选择按钮。 第 一个按钮是 选择 键， 默认为显示时间，按一次可以切换到温度最大值的设定。 第二 个按钮是 up 键， 第三个按 扭是 down 键，第四个按钮是 start 键。 所有这些选择操作的结果都可以在液晶显示模块中显示出来。 以下是开关选择与单片机连接电路图。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 7 M a y 20 1 0 S he e t o f F i l e : C : \ P r og r a m F i l e s \ D e s i gn E x p l o r e r 9 9 S E \ L i b r a r y \ S c h \ M yD e s i gn 3 .d d bD a w n B y:1P 1. 02P 1. 13P 1. 24P 1. 35P 1. 46P 1. 57P 1. 68P 1. 79R S T10P 3. 011P 3. 112P 3. 213P 3. 314P 3. 415P 3. 516P 3. 617P 3. 718X T A L 219X T A L 120GND40V C C39P 0. 038P 0. 137P 0. 236P 0. 335P 0. 434P 0. 533P 0. 632P 0. 731/ E A30A L E29/ P S E N28P 2. 727P 2. 626P 2. 525P 2. 424P 2. 323P 2. 222P 2. 121P 2. 0U1A T 89 C 5 2C22 2PC12 2PC82 2U FY11 1. 0 59 2R31K+512345678161514131211109R P 1R E S P A C K 41234 5678S1S W D I P 4P 10P 11P 12P 13+ 5VR u n 欧姆龙 轻触开关 在实际的电路板设计中会考虑到干扰的影响， 所以 在每个开关的 两极间 会并联一个小电容以起到硬件消抖的作用。 此开关有四个引脚，是为了焊接时牢固些。 液晶显示模块 本系统 使用的是 1602 液晶显示模块。 1602 液晶显示器 以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧 、位数多、程序简单 的诸多优点，在各类仪表和低功耗系统中得到广泛的应用。 根据显示内容可以分为字符型液晶，图形液晶。 根据显示容量又可以分为单行 16 字， 2 行 16 字，两行 20 字等等。 如图 28 键盘选择与单片机连接图 毕业设计 第 8 页 在本系统中使用的是字符型两行 16 字液晶显示器。 在与单片机连接 时使用接口电路（排针）相连，为并行通信。 以下是 1602 液晶显示器外型图 和液晶显示的典型应用。 1602 液晶显示 采用标准的 16 脚接口，其中：（模块背面有标注） 第 1 脚： VSS 为地电源 第 2 脚： VDD 接 5V 正电源 第 3 脚： V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时 对比度最高，对比度过高时会产生 “鬼影 ”，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度 第 4 脚： RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚： RW 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当RS 和 RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址；当 RS 为高电平、 RW 为低电平时可以写入 数据。 第 6 脚： E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 7～ 14 脚： D0～ D7 为 8 位双向数据线。 第 15～ 16 脚：空脚 1602 液晶模块内部的字符发生存储器（ CGROM)已经存储了不同的点阵字符图形，这些字符有，阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，其中数字与字母同 ASCII 码兼容。 图 29 液晶显示器外形图 毕业设计 第 9 页 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 0 M a y 20 1 0 S he e t o f F i l e : C : \ P r og r a m F i l e s \ D e s i gn E x p l o r e r 9 9 S E \ L i b r a r y \ S c h \ M yD e s i gn 3 .d d bD a w n B y:1P 1. 02P 1. 13P 1. 24P 1. 35P 1. 46P 1. 57P 1. 68P 1. 79R S T10P 3. 011P 3. 112P 3. 213P 3. 314P 3. 415P 3. 516P 3. 617P 3. 718X T A L 219X T A L 120GND40V C C39P 0. 038P 0. 137P 0. 236P 0. 335P 0. 434P 0. 533P 0. 632P 0. 731/ E A30A L E29/ P S E N28P 2. 727P 2. 626P 2. 525P 2. 424P 2. 323P 2. 222P 2. 121P 2. 0U1A T 89 C 5 2+ 5V12345678910111213141516R P ?1 6P I NV C CR21 0KP 27P 26P 26P 27R41K+5 如图 210 液晶显示典型应用 在实际电路板的设计中，会考虑增加上拉。