【文章內容簡介】 支持“一線總線”接口，測量溫度范圍 55176。C~+125176。C。在 10~+85176。C 范圍內 ,精度為 177。176。C。 18B20 的精度較差為 177。 2176。C ?，F場溫度直接以“一線總線”的數字方式傳輸，大大提高 了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現場溫度測量，如：環(huán)境控制、設備或過程控制、測溫類消費電子產品等。 本次數字溫度計的設計共分為五部分，主控制器， LED 顯示部分，傳感器部分，復位部分，時鐘電路。主控制器即單片機部分，用于存儲程序和控制電路；LED 顯示部分是指四位共陽極數碼管，用來顯示溫度；傳感器部分，即溫度傳感器，用來采集溫度，進行溫度轉換；復位部分，即復位電路。測量的總過程是，傳感器采集到外部環(huán)境的溫度，并進行轉換后傳到單片機，經過單片機處理判斷后將溫度傳遞到數碼管顯示。本設計能完成的溫度測量范圍是 55176。C~+128176。C。 方案一： 由于本設計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行 A/D 轉換后，就可以用單片機原理及系統(tǒng)課程設計報告 1 5 5 單片機進行數據的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到 A/D 轉換電路，感溫電路比較麻煩。 方案設計框圖如下： 方案二： 考慮到在單片機屬于數字系統(tǒng)，容易想到數字溫度傳感器，可選用DS18B20 數字溫度傳感器，此傳感器為單總線數字溫度傳感器，起體積小、構成的系統(tǒng)結構簡單，它可直接將 溫度轉化成串行數字信號給單片機處理，即可實現溫度顯示。另外 DS18B20 具有 3 引腳的小體積封裝，測溫范圍為 55~+125 攝氏度，測溫分辨率可達 攝氏度，其測量范圍與精度都能符合設計要求。 以上兩種方案相比較，第二種方案的電路、軟件設計更簡單，此方案設計的系統(tǒng)在功耗、測量精度、范圍等方面都能很好地達到要求，故本設計采用方案二。 計 框 圖 三．硬件設計 電路中晶振和電容 構成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器 ， 微調電容通常選擇為 30pF 熱敏電阻組成的感溫電路 AD 轉換 數碼管顯示電路 單 片 機 時鐘復位電路 測溫電路 驅動 電路 顯示電路 單片機原理及系統(tǒng)課程設計報告 1 6 6 左右，該電容的大小會影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶體的振蕩頻率為 12MHz。 單片機系統(tǒng)的復位電路在這里采用的是上電 +按鈕復位電路形式，其中電阻 R采用 10KΩ 的阻值，電容采用電容值為 10μf 的電解電容。電路圖如下： 電路 DS18B20溫度傳感器 是美國 DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的 熱敏電阻 等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現 9～ 12 位的數字值讀數方式。電路圖如下： 單片機原理及系統(tǒng)課程設計報告 1 7 7 顯示電路采用 4 位共陰極 LED 數碼管， P0 口由上拉電阻提高驅動能力，作為段碼輸 出， 并作為數碼管的驅動。 P2 口的低四位作為數碼管的位選端。采用動態(tài)掃描的方式顯示。 ： 單片機原理及系統(tǒng)課程設計報告 1 8 8 四 ． 系統(tǒng)軟件 設計 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，報警子程序和顯示數據刷新子程序等。 1. 主程序 主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示，讀出并處理 DS18B20 的測量溫度值。溫度測量每 1s 進行一次 。 2 .讀出溫度子程序 讀出溫度子程的主要功能是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)。在讀出時須進行 CRC校驗，校驗有錯時不能進行溫度數據的改寫。 3 . 溫度轉換命令子程序 溫度轉換命令子程序主要是發(fā)溫度轉換開始命令。當采用 12 位分辨率時，轉換時間約為 750 ms。在本程序設計中，采用 1s 顯示程序延時法等待轉換的完成。 4 . 計算溫度子程序 計算溫度子程序將 RAM 中讀取的值進行 BCD 碼的抓換運算，并進行溫度值正負的判斷。 5 .顯示數據刷新子程序 顯示數據刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數據進行刷新操作，當最高數據顯示位為 0 時，將符號顯 示位移入下一位。 單片機原理及系統(tǒng)課程設計報告 1 9 9 初 始 化顯 示 調 用 子 程 序1 s 到 ？初 次 上電 ？讀 出 溫 度 值溫 度 計 算 處 理顯 示 數 據 刷 新發(fā) 送 轉 換 開 始 命 令YNNY 五 .實驗仿真 進入 proteus 后，連接好電路，并將程序下載進去。將 DS18B20 的調節(jié)鍵跳到指定的溫度，則，數碼管顯示的溫度與傳感器的溫度相同。 單片機原理及系統(tǒng)課程設計報告 1 10 10 六 .總結與體會 本設計是以 AT89C52 為核心，利用軟硬件相結合的典型例子。在單片機自動控制已經廣泛的應用于人們的生產和生活的今天，傳統(tǒng)用模擬電路來控制溫度的做法，已經逐漸被淘汰。這個系統(tǒng)的實現，改變了傳統(tǒng)的溫度控制方法，為溫度的控制開辟了一條新的道路。根據我國的科技 和