基于51單片機的溫度警報器的設(shè)計單片機課程設(shè)計報告-文庫吧
2025-06-13 00:17 本頁面
【正文】 響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等特點，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單。它是目前在國內(nèi)外應用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有AD590、AD59TMP1LM135等；（2）模擬集成溫度控制器。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān)、可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有LM5AD22105和MAX6509。某些增強型集成溫度控制器(例如TC652/653)中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng)，工作時并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別；（3）智能溫度傳感器 (亦稱數(shù)字溫度傳感器)。智能溫度傳感器是在20世紀90年代中期問世的，其內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集[2]（即傳感器技術(shù)）、信息傳輸（通信技術(shù)）和信息處理（計算機技術(shù)）。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。數(shù)字溫度傳感器可以直接將被檢測的溫度信息以數(shù)字化形式輸出，與傳統(tǒng)的模擬式溫度傳感器相比，具有測量精度高、功耗低、穩(wěn)定性好、外圍接口電路簡單特點。而單片機微處理器越來越豐富的外圍功能模塊，更加方便了數(shù)字式溫度傳感器輸出信號的處理。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)化器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。進入21世紀后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片機測溫系統(tǒng)等的方向發(fā)展。數(shù)字化溫度傳感器可以直接將溫度量以數(shù)字脈沖信號形式輸出，具有測量精度高、抗干擾能力強、傳輸距離遠、外圍接口電路簡單等諸多優(yōu)點。同時數(shù)字溫度傳感器還可直接與微處理器進行接口，它集溫度測量，A/D轉(zhuǎn)換于一體，具有單總線結(jié)構(gòu)，數(shù)字量輸出，直接與微機接口等優(yōu)點。本溫度報警器以AT89C51單片機為控制核心,由一數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量被控溫度，結(jié)合7段LED以及驅(qū)動LED的74LS245組合而成。當被測量值超出預設(shè)范圍則發(fā)出警報，且精度高，適用于大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)以及教育教學領(lǐng)域。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，它是與人類的生活、工作關(guān)系最密切的物理量，也是各門學科與工程研究設(shè)計中經(jīng)常遇到和必須精確測量的物理量。從工業(yè)爐溫、環(huán)境氣溫到人體溫度；從空間、海洋到家用電器，各個技術(shù)領(lǐng)域都離不開測溫和控溫。因此，研究溫度的測量和控制方法具有重要的意義。AT89C52單片機數(shù)字溫度傳感器雙限報警系統(tǒng)譯碼顯示電路設(shè)計原理2 芯片介紹 DS18B20概述DS18B20是Dallas公司繼DS1820后推出的一種改進型智能數(shù)字溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，只需一根線就能直接讀出被測溫度值，并可根據(jù)實際需求來編程實現(xiàn)9~12位數(shù)字值的讀數(shù)方式[3]。 DS18B20封裝形式及引腳功能 DS18B20封裝形式和引腳功能，DS18B20的外形如一只三極管，引腳名稱及作用如下：GND:接地端。DQ：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，與TTL電平兼容。VDD：可接電源，也可接地。因為每只DS18B20都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。采用數(shù)據(jù)總線供電方式時VDD接地，可以節(jié)省一根傳輸線，但完成數(shù)據(jù)測量的時間較長；采用外部供電方式則VDD接+5V，多用一根導線，但測量速度較快。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)64位ROM和單線接口存儲和控制邏輯 高速緩存器溫度傳感器高溫觸發(fā)器TH低溫觸發(fā)器TL匹配寄存器8位CRC發(fā)生器電源檢 測CDQVDD內(nèi)部電源VDD DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 的主要內(nèi)部部件，下面對DS18B20內(nèi)部部分進行簡單的描述[4]:(1)64位ROM。64位ROM是由廠家使用激光刻錄的一個64位二進制ROM代碼，是該芯片的標識號，： 64位ROM標識8位循環(huán)冗余檢驗48位序列號8位分類編號（10H）MSB LSBMSB LSBMSB LSB 第1個8位表示產(chǎn)品分類編號，DS18B20的分類號為10H；接著為48位序列號。它是一個大于281*1012的十進制編碼，作為該芯片的唯一標示代碼；最后8位為前56位的CRC循環(huán)冗余校驗碼，由于每個芯片的64位ROM代碼不同，因此在單總線上能夠并接多個DS18B20進行多點溫度實習檢驗。（2）溫度傳感器。溫度傳感器是DS18B20的核心部分，該功能部件可完成對溫度的測量通過軟件編程可將55~125℃范圍內(nèi)的溫度值按9位、10位、11位、12位的分辨率進行量化，以上的分辨率都包括一個符號位，℃、℃、℃、℃，℃。芯片出廠時默認為12位的轉(zhuǎn)換精度。當接收到溫度轉(zhuǎn)換命令（44H）后，開始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后的溫度以16位帶符號擴展的的二進制補碼形式表示，存儲在高速緩存器RAM的第0，1字節(jié)中，二進制數(shù)的前5位是符號位。如果測得的溫度大于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。（3）高速緩存器。DS18B20內(nèi)部的高速緩存器包括一個高速暫存器RAM和一個非易失性可電擦除的EEPROM。非易失性可點擦除EEPROM用來存放高溫觸發(fā)器TH、低溫觸發(fā)器TL和配置寄存器中的信息。（4）配置寄存器。配置寄存器的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換率。DS18B20工作是按此寄存器的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應精度的數(shù)值，它是高速緩
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