1、DS18B20溫度傳感器電路設(shè)計(jì)默認(rèn)分類2010-06-2912:08:49閱讀393評(píng)論0字號(hào)：大中小訂閱單片機(jī)原理及應(yīng)用一項(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(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)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(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)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)字形式直接輸出被測(cè)溫度值，具有測(cè)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

2、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(cè)溫系統(tǒng)一一基于單片機(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(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，使用單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20把溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)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AT89S52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(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)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

3、程序存儲(chǔ)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(jí)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)

4、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(huì)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?，就能獲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(cè)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(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)較差，準(zhǔn)確度和精度

5、都較低。美國(guó)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(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)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(jiǎn)單，可靠性更高。芯片的耗電量很小，從總線上諭”一點(diǎn)電存儲(chǔ)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(cè)點(diǎn)已把被測(cè)信號(hào)數(shù)字化了，因此在單總線上傳送的是數(shù)字信號(hào)，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(hào)線與CPU連接單總線器件，具有

6、線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)；(2)不需要備份電源，可通過信號(hào)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(cè)量范圍從-55C+125C,-10+85C時(shí)測(cè)量精度為i0.5C；(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；4、(7)現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以乙線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。顯示模塊顯示模塊采用了型號(hào)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

7、，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: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:2.95M.35(WXH)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(cè)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(cè)量液體的溫度。限制了此溫度計(jì)的使用。三、本人對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的貢獻(xiàn)1

8、、小組成員組長(zhǎng)：xxx組員：xxx2、 每個(gè)人對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的貢獻(xiàn)xx(x%):測(cè)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(hào)是數(shù)字信號(hào)。要想用單片機(jī)獲取溫度這類非電信號(hào)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(hào)，還必須進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,以滿足單片機(jī)接口的需要。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)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(cè)量溫度準(zhǔn)確率低，而且還必須

9、經(jīng)專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能由單片機(jī)進(jìn)行處理。附件一:E&fs三TV-»ILlkl41!Msrbrkr券KRm，*IiT-*I8KKKR.RKKK點(diǎn)"晝建雪H2笈1，、一W4VIQ.iI.IIIf廠o看乏，二會(huì)一g巴仿真圖C1T30PXII口卜CRYSTALmTEXTaC3Ghl>RJ-,：也口pi。；P12F二P13*P145PL6工FK7.3RS?/：j-1«E;1：尸再INIXTAL2RSTP0.1WD1PO.2WD2P03WD3PO4WD4P05WD5PQ6MD6PO7ttE>7P20MsP21ZA9PSENIP2.2ZA10P

10、23/A11ALE5P2.4W2EAP25/A13PIEKI;PI1A2EXP26M14P27XM5P3MxppaPl2P3ZMT0P13P33iWT1PIJPt5PIBPI7P34noP3SH1P36哂而IB1112附件三：鼠二8T一?OQiOCr-dbchOL%st£U2程序代碼#include<reg51.h>*_u,_LLGNORi47k#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvocKnDO-GM>sbitDQ=P3八4;/ds18b20與單片機(jī)連接口sbitRS=P3八0;sbitRW=P3A1;sbit

11、EN=P3A2;unsignedcharcodestr1="temperature:"unsignedcharcodestr2=""unsignedcharcodestr3="Hello!DaLian."uchardatadisdata6;uinttvalue;/溫度值uchartflag;/溫度正負(fù)標(biāo)志程序尸*以1602*/voiddelay1ms(unsignedintms)/延時(shí)1毫秒(不夠精確的)unsignedinti,j;for(i=0;i<ms;i+)for(j=0;j<100;j+);)voidwr_com

12、(unsignedcharcom)/寫指令/(delay1ms(1);RS=0;RW=0;EN=0;P1=com;delay1ms(1);EN=1;delay1ms(1);EN=0;)voidwr_dat(unsignedchardat)/寫數(shù)據(jù)/(delay1ms(1);RS=1;RW=0;EN=0;P1=dat;delay1ms(1);EN=1;delay1ms(1);EN=0;)voidlcd_init()/初始化設(shè)置(delay1ms(15);wr_com(0x38);delay1ms(100);wr_com(0x08);delay1ms(100);wr_com(0x01);delay

13、1ms(100);wr_com(0x06);delay1ms(100);wr_com(0x0c);delay1ms(100);voiddisplay(unsignedchar*p)/顯示(while(*p!='0')(wr_dat(*p);p+;delay1ms(1);voidinit_play()/初始化顯示(lcd_init();wr_com(0x80);display(str1);wr_com(0xc0);display(str2);voidinit_play1()/初始化顯示(lcd_init();wr_com(0x80);display(str3);wr_com(0x

14、c0);delay1ms(2000);display(str2);程序/*ds18b20*/延時(shí)1微秒voiddelay_18B20(unsignedinti)/(while(i-);復(fù)位*/voidds1820rst()/*ds1820(unsignedcharx=0;DQ=1;/DQ復(fù)位delay_18B20(4);/延時(shí)DQ=0;/DQ拉低delay_18B20(100);/精確延日大于480usDQ=1;拉高delay_18B20(40);)uchards1820rd()/*讀數(shù)據(jù)*/(unsignedchari=0;unsignedchardat=0;for(i=8;i>0;i

15、-)(DQ=0;/給脈沖信號(hào)dat>>=1;DQ=1;/給脈沖信號(hào)if(DQ)dat|=0x80;delay_18B20(10);)return(dat);)voidds1820wr(ucharwdata)/*寫數(shù)據(jù)*/(unsignedchari=0;for(i=8;i>0;i-)(DQ=0;DQ=wdata&0x01;delay_18B20(10);DQ=1;wdata>>=1;)read_temp()/*讀取溫度值并轉(zhuǎn)換*/(uchara,b;ds1820rst();ds1820wr(0xcc);/*跳過讀序列號(hào)*/ds1820wr(0x44);/*

16、啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換*/ds1820rst();ds1820wr(0xcc);/*跳過讀序列號(hào)*/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;)tvalue=tvalue*(0.625);溫度值擴(kuò)大10倍，精確到1位小數(shù)return(tvalue);)1mmmm*/voidds1820disp()/溫度值顯示(ucharflagdat;disdata0=

17、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disdata4=0xdf;disdata5='C'disdata6='H'if(tflag=0)flagdat=0x20;/正溫度不顯示符號(hào)elseflagdat=0x2d;/負(fù)溫度顯示負(fù)號(hào):-if(disdata0=0x30)(disdata0=0x20;/如果百位為0,不顯示if(disdata1=0x30)(disdata1=0x20;/如果百位為0,十位為0也不顯示wr_com(0xc0);wr_dat(flagdat);/顯示符號(hào)位wr_com(0xc1);wr_dat(disd