基于at89s51單片機的數字溫度計的設計(編輯修改稿)
2024-07-23 13:13 本頁面
【文章內容簡介】 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。DS18B20的性能特點如下：? 獨特的單線接口僅需一個端口引腳進行通訊? 簡單的多點分布應用? 無需外部器件? 可通過數據線供電? 零待機功耗? 測溫范圍55~+125℃，℃遞增。華氏器件67~+2570F， 遞增? 溫度以9 位數字量讀出? 溫度數字量轉換時間200ms（典型值）? 用戶可定義的非易失性溫度報警設置? 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件。 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的管腳排列、各種封裝形式如圖 35所示，DQ 為數據輸入/輸出引腳。VDD為開漏單總線接口引腳，當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源；GND為地信號，當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。其電路圖如圖35所示.。圖35 外部封裝形式 DS18B20的測溫原理如圖36所示，圖中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數器1，高溫度系數晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數門，當計數門打開時，DS18B20就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖進行計數，每次測量前，首先將55 ℃所對應的基數分別置入減法計數器1和溫度寄存器中，減法計數器1和溫度寄存器被預置在55 ℃所對應的一個基數值。 減法計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當減法計數器1的預置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數器 1的預置將重新被裝入,減法計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數,如此循環(huán)直到減法計數器2計數到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數值即為所測溫圖37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，于修正減法計數器的預置值，只要計數門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是DS18B20的測溫原理。 另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協議進行。操作協議為：初始化DS18B20（發(fā)復位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數據。 在正常測溫情況下，℃。圖36 DS18B20的測溫原理 晶振控制電路 單片機XIAL1和XIAL2分別接30PF的電容，中間在并個6MHZ的晶振，形成單片機的晶振電路。圖37 晶振控制電路 復位電路圖38 復位電路4 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，顯示數據刷新子程序等。 實驗主程序流程圖 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41所示。 圖41 主程序流程圖 讀出溫度子程序 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，校驗有錯時不進行溫度數據的改寫。其程序流程圖如圖42所示。 圖42 讀溫度流程圖 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圖43所示。 圖43 溫度轉換流程圖 計算溫度子程序計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖44所示。圖44 計算溫度流程圖 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，當最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。程序流程圖如圖55所示。 圖45 顯示數據刷新流程圖 5 調試 系統(tǒng)的調試以程序為主。硬件調試比較簡單，首先檢查電路的焊接是否正確，然后可用萬用表測試或通電檢測。軟件調試先編寫顯示程序并進行硬件的正確性檢驗，然后分別進行主程序、讀出溫度子程序、溫度子程序、顯示數據刷新子程序的編程及調試，由于DB18B20與單片機采用串行數據傳送，因此，我對DB18B20進行讀寫程序時嚴格地保證讀寫時序，以防無法讀取測量結果。本程序采用單片機匯編編寫，用KELL編程調試。軟件調試到能顯示溫度值，而且在有溫度變化時（例如用手去接觸）現實溫度能改變就基本完成。 性能測試時，我用制作的溫度計和已有的成品溫度計來同時測量比較，由于DB18B20的精度很高，℃以內，另外55~ +125℃的測溫范圍使得該溫度計完全適合一般的應用場合，其低壓溫度供電特性可做成用電池供電的手持溫度計。 在DB18B20測溫程序設計中，向DB18B20發(fā)出溫度轉換命令后，程序總要等待DB18B20的返回信號
法律信息相關推薦
鄂ICP備17016276號-1