基于單片機和ds18b20的溫度傳感器(已修改)
2024-11-28 14:59 本頁面
【正文】 1DS18B20 與單片機結(jié)合來測量溫度。利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測量溫度信號，計算后在 LED 數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的溫度值。其溫度測量范圍為 ?55℃～ 125℃，精確到℃。數(shù)字溫度計所測量的溫度采用數(shù)字顯示，控制器使用單片機 AT89C51，測溫傳感器使用DS18B20，用 LED 數(shù)碼管實現(xiàn)溫度顯示。 2 目錄 第一章、 緒論 ???????????????????? 3 1 單片機概述 ??????????????????? 3 2 選題背景及設(shè)計意義 ??????????????? 3 3 設(shè)計方案論證 ??????????????? 4 第二章、 硬件設(shè)計 ???????????????? 6 1 硬件電路 的設(shè)計 ????????????? 6 時鐘電路 ?????????????????? 7 復(fù)位電路 ???????????????? 8 顯示電路 ???????????????? ? 10 2 元器件的 介紹 ???????????????? 11 單片機 AT89C51?????????????? 11 溫度傳感器 DS18B20???????????? 15 第三章 、 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ???????????????? 17 系統(tǒng)工作流程圖?????????????? ? 17 溫度傳感器子程序流程圖?????????? ? 18 第四章、匯編語言程序部分（略） ???????????? 19 第五章、調(diào)試部分 ??????????????????? 19 3 參考文獻 ?????????????????????? 20 第一章 緒 論 單片機概述 單片機的結(jié)構(gòu)特征是將組成計算機的基本部件集成在一塊晶體芯片上，構(gòu)成一臺功能獨特的單片微型計算機。一臺典型的單片機的基本組成結(jié)構(gòu)包括中央處理器（ CPU），存儲器（ ROM 和 RAM），并行 I/O 口，串行 I/O 口，定時器 /計數(shù)器，定時電路及元件。由此可見，單片機在結(jié)構(gòu)上突破了常規(guī)的按邏輯功能劃分芯片。由多片構(gòu)成了微型計算機的設(shè)計思想，將構(gòu)成計算機的許多功能集成在一塊晶體芯片上。 選題背景及設(shè)計意義 最早的溫度計是在 1593 年由意大利科學(xué)家伽利略發(fā)明的。 他 的第一只溫度計是一根一端敞口的玻璃管，另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時先給玻璃泡加熱，然后把玻璃管插入水中。隨著溫度的變化，玻璃管中的水面就會上下移動，根據(jù)移動的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。這種溫度計，受外 界大氣壓強等環(huán)境因素的影響較大，所以測量誤差大 。 本設(shè)計所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用。 它具有結(jié)構(gòu)簡 4 單 ,不需外接元件 ,采用一根 I/ O 數(shù)據(jù)線既可供電又可傳輸數(shù)據(jù) ，該設(shè)計控制器使用單片機 AT89C51，測溫傳感器使用DS18B20,，實現(xiàn)溫度顯示，能準確達到以下要求 : 測溫范圍 55℃ ～ 125℃ 精度誤差小于 ℃ 設(shè)計方案論證 方案一 ： 本電路是溫度計的設(shè)計，在測溫電路中利 用熱敏電阻器件的感溫效應(yīng)，將隨被測溫變化的電壓或電流采集過來，進行 A/D 轉(zhuǎn)換后，用單片機進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)過顯示 電路就可以顯示出來。 方案二： 在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要用到溫度的檢測及控制，傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持，硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。 方案三： 基于單片機的溫度傳感器設(shè)計的數(shù)字溫度計已經(jīng)很成熟，各種精度很高的溫度計不斷推出。數(shù)字溫度計要求檢測的精度必須高于控制的精確度，否則無從實現(xiàn)控制的精度要求 。所以精度已經(jīng)成為數(shù)字溫度計的一項重要的性能參數(shù)。 5 因此追求高精度是數(shù)字溫度計的一個目標。不僅如此，檢測還涉及國計民生各個部門，可以說在所以科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域無時不在進行檢測。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和檢測技術(shù)的發(fā)展是密切相關(guān)的?，F(xiàn)代化的檢測手段能達到的精度、靈敏度及測量范圍等，在很大程度上決定了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。同時，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展達到的水平越高，又為檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)提供了新的前提手段。目前市場上出現(xiàn)了很多傳感器，很多精度高的傳感器已經(jīng)出現(xiàn)，而且精度越來越高。數(shù)字溫度計未來將會更精確、更人性化，為我們做出更多貢獻。 為 此我們選擇 方案三的設(shè)計，框圖如下 。 單片機復(fù)位 時鐘振蕩 主 控 制 器 LED 顯 示 DS18B20 溫度傳感器 6 第二章 硬件設(shè)計 硬件電路的設(shè)計 本設(shè)計系統(tǒng)共由三 部分組成： ① AT89C51 為控制裝置，負責(zé)各部分的控制和數(shù)據(jù)采集。 ③ DS18B20 為溫度測量裝置，負責(zé)對溫度進行采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送 AT89C51 進行處理。 ④ 共陽極數(shù)碼管為顯示裝置，負責(zé)顯示工作狀態(tài)和 DS18B20 采集到的數(shù)據(jù)。 注： LED 數(shù)碼管驅(qū)動電路中采用 P0 口加上拉電阻的形式，為方 7 便焊接，本設(shè)計中電阻使用了排阻的方式 ，三極管使用的是S9012. 時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需的時鐘信號，時序是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關(guān)系。為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。在 AT89C51 單片機內(nèi)部帶有時鐘電路，因此，只需要在片外通過 XTAL1 和 XTAL2 引腳接入定時控制元件 (晶體振蕩器和電容 )，即可構(gòu)成一個
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