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單片機溫度采集顯示系統(tǒng)(編輯修改稿)

2024-07-23 12:45 本頁面
 

【文章內容簡介】 的主要特性(1)適應電壓范圍更寬,電壓范圍:~,在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電(2)獨特的單線接口方式,DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊(3)DS18B20支持多點組網(wǎng)功能,多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上,實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫(4)DS18B20在使用中不需要任何外圍元件,全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(5)溫范圍-55℃~+125℃,在10~+85℃時精度為177。℃(6)可編程的分辨率為9~12位,℃、℃、℃℃,可實現(xiàn)高精度測溫   (7),12位分辨率時最多在750ms內把溫度值轉換為數(shù)字,速度更快   (8)測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號,以一線總線串行傳送給CPU,同時可傳送CRC校驗碼,具有極強的抗干擾糾錯能力   (9)負壓特性:電源極性接反時,芯片不會因發(fā)熱而燒毀,但不能正常工作。 DS18B20的內部結構DS18B20內部結構主要由四部分組成:64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20引腳定義: (1) GND為電源地; (2) DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端; (3) VDD為外接供電電源輸入端(在寄生電源接線方式時接地) DS18B20工作原理DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同,只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同,且溫度轉換時的延時時間由2s減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小,用于產生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變,所產生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在-55℃所對應的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù),當計數(shù)器1的預置值減到0時,溫度寄存器的值將加1,計數(shù)器1的預置將重新被裝入,計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行計數(shù),如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時,停止溫度寄存器值的累加,此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖3中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性,其輸出用于修正計數(shù)器1的預置值。 DS1820使用中注意事項DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點,但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題:1) 較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償,由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送,因此,在對DS1820進行讀寫編程時,必須嚴格的保證讀寫時序,否則將無法讀取測溫結果。在使用PL/M、C等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時,對DS1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。2) 在DS1820的有關資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題,容易使人誤認為可以掛任意多個DS1820,在實際應用中并非如此。當單總線上所掛DS1820超過8個時,就需要解決微處理器的總線驅動問題,這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。3) 連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗中,當采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時,讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時,正常通訊距離可達150m,當采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時,正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產生畸變造成的。因此,在用DS1820進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。4) 在DS1820測溫程序設計中,向DS1820發(fā)出溫度轉換命令后,程序總要等待DS1820的返回信號,一旦某個DS1820接觸不好或斷線,當程序讀該DS1820時,將沒有返回信號,程序進入死循環(huán)。這一點在進行DS1820硬件連接和軟件設計時也要給予一定的重視。測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線,其中一對線接地線與信號線,另一組接VCC和地線,屏蔽層在源端單點接四、理論分析與計算系統(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,顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值,溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內測量一次被測溫度,其程序流程見圖8所示。圖8 程序流程圖讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié),在讀出時需進行CRC校驗,驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖9所示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750ms,在本程序設計中采用1s顯示程序延時法等待轉換的完成。溫度轉換命令子程序流程圖如上圖,圖9所示計算溫度子程序將RAM
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