數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)word版(編輯修改稿)
2025-07-09 06:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫 度測(cè)量 .計(jì)數(shù)門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將 55 ℃ 所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55 ℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入 ,減法計(jì)數(shù)器 1 重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) ,如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫圖 2 中的斜率累加器用于補(bǔ)償和 修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性其輸出用，于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門(mén)仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就 是 DS18B20的測(cè)溫原理。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫(xiě)時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。 在正常測(cè)溫情況下， DS1820 的測(cè)溫分辨力為 ℃，可采用下述方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果：首先用 DS1820 提供的讀 暫存器指令（ BEH）讀出以 ℃為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位（ LSB），得到所測(cè)實(shí)際溫度的整數(shù)部分 Tz，然后再用 BEH 指令取計(jì)數(shù)器 1的計(jì)數(shù)剩余值 Cs 和每度計(jì)數(shù)值 CD?？紤]到 DS1820 測(cè)量溫度的整數(shù)部分以℃、 ℃為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度 Ts 可用下式計(jì)算： Ts=（ ℃） +(CDCs)/CD 7 圖 5 DS18B20 測(cè)溫原理圖 四 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 ，計(jì)算溫度子程序，報(bào)警子程序和顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。 1 主程序 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示，讀出并處理 DS18B20 的測(cè)量溫度值。溫度測(cè)量每 1s 進(jìn)行一次。主程序流程圖如圖 6 所示。 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(shí)須進(jìn)行 CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不能進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫(xiě)。讀出溫度子程序流程圖如圖 7所示。 3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令。當(dāng)采用 12 位分辨率時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為 750 ms。在本程序設(shè)計(jì)中，采用 1s 顯示程 序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如圖 8 所示。 4 計(jì)算溫度子程序 計(jì)算溫度子程序?qū)?RAM 中讀取的值進(jìn)行 BCD 碼的抓換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判斷。其流程圖如圖 9 所示。 5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高數(shù)據(jù)顯示位為 0 時(shí)，將符號(hào)顯示位移入下一位。顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖如圖 10 所示。 8 N Y Y N
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