基于單片機(jī)的溫度計(jì)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 20:03 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （1）測(cè)量范圍：55℃～+125℃；（2）測(cè)量精度：℃；（3）反應(yīng)時(shí)間≤500ms?！S18B20工作原理溫度傳感器DS18B20將被測(cè)環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成帶符號(hào)的數(shù)字信號(hào)（以十六位補(bǔ)碼形式，占兩個(gè)字節(jié)）在通過(guò)單片機(jī)發(fā)出命令送給顯示器。它的輸出腳I/O直接與單片機(jī)相連，并接一個(gè)上拉電阻，傳感器采用外部電源供電。傳感器控制程序是按照DS18B20的通信協(xié)議編制。系統(tǒng)的工作是在程序控制下，完成對(duì)傳感器的讀寫(xiě)和對(duì)溫度的顯示?！S18B20的性能特點(diǎn)(1) 采用單總線專(zhuān)用技術(shù)，既可通過(guò)串行口線，也可通過(guò)其它I/O口線與微機(jī)接口，無(wú)須經(jīng)過(guò)其它變換電路，直接輸出被測(cè)溫度值（9位二進(jìn)制數(shù)，含符號(hào)位）；(2) 測(cè)溫范圍為55℃～+125℃，℃；(3) 內(nèi)含64位經(jīng)過(guò)激光修正的只讀存儲(chǔ)器ROM；(4) 適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)；(5) 用戶可分別設(shè)定各路溫度的上、下限；(6) 內(nèi)含寄生電源?！S18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(bào)警觸發(fā)器TH和TL，高速暫存器。DS18B20的管腳排列如圖3－5所示。64位光刻ROM是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列號(hào)。不同的器件地址序列號(hào)不同。圖35 DS18B20引腳分布圖表31 寄存器名稱(chēng)及功能序號(hào)寄存器名稱(chēng)作 用序 號(hào)寄存器名稱(chēng)0溫度低字節(jié)以16位補(bǔ)碼形式存放5保留字節(jié)21溫度高字節(jié)以16位補(bǔ)碼形式存放6計(jì)數(shù)器余值2TH/用戶字節(jié)1存放溫度上限7計(jì)數(shù)器/℃3HL/用戶字節(jié)2存放溫度下限8CRC以12位轉(zhuǎn)化為例說(shuō)明溫度高低字節(jié)存放形式及計(jì)算：12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在DS18B20的兩個(gè)高低兩個(gè)8位的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位。如果測(cè)得的溫度大于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1?！S18B20控制方法在硬件上，DS18B20與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是VCC接外部電源，GND接地，I/O與單片機(jī)的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí)UDD、GND接地，I/O接單片機(jī)I/O。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電阻。此次設(shè)計(jì)選擇的是前面一種控制法。指 令約定代碼操 作 說(shuō) 明溫度轉(zhuǎn)換44H啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換讀暫存器BEH讀暫存器9個(gè)字節(jié)內(nèi)容寫(xiě)暫存器4EH將數(shù)據(jù)寫(xiě)入暫存器的TH、TL字節(jié)復(fù)制暫存器48H把暫存器的TH、TL字節(jié)寫(xiě)到E2RAM中重新調(diào)E2RAMB8H把E2RAM中的TH、TL字節(jié)寫(xiě)到暫存器TH、TL字節(jié)讀電源供電方式B4H啟動(dòng)DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主CPU表3－2 DS18B20有六條控制命令CPU對(duì)DS18B20的訪問(wèn)流程是：先對(duì)DS18B20初始化，再進(jìn)行ROM操作命令，最后才能對(duì)存儲(chǔ)器操作，數(shù)據(jù)操作。DS18B20每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議。如主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過(guò)程，根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作?！?shù)據(jù)顯示單元設(shè)計(jì) 顯示器原理簡(jiǎn)介根據(jù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，此顯示選擇的是動(dòng)態(tài)LED顯示。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮顯示器地各個(gè)位（掃描）。對(duì)于顯示器的每一位而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。雖然在同一時(shí)刻只有一位顯示器在工作（點(diǎn)亮），但由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時(shí)的余暉，我們看到的卻是多個(gè)字符“同時(shí)”顯示。顯示器亮度既與點(diǎn)亮?xí)r的通道電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間長(zhǎng)短和間隔時(shí)間有關(guān)。調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)亮度較高穩(wěn)定的顯示?！★@示器電路圖4位共陰極顯示器與AT89C51的接口邏輯圖，如圖3－6所示。圖36 動(dòng)態(tài)LED顯示接口四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第4章 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主要功能是根據(jù)當(dāng)前的溫度，利用溫度傳感器把當(dāng)前的溫度傳遞給顯示器。系統(tǒng)軟件可分為兩個(gè)功能模塊：(1) 溫度檢測(cè)：檢測(cè)當(dāng)前溫度傳感器的溫度。(2) 顯示：顯示當(dāng)前溫度，采用定時(shí)器中斷進(jìn)行時(shí)顯示?！≈鞒绦蛳到y(tǒng)主程序由主
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