基于單片機的數(shù)字溫度計該-wenkub.com
2025-06-22 17:21 本頁面
【正文】 由于時間和經(jīng)驗的不足，本次設計成果并不盡如人意，還有一些需要改進的地方，在今后的學習和工作中再進行完善。采用水銀溫度計作檢驗標準，對設計的溫度計進行測試，其結果表明能達到該精度要求。但是只要能夠實現(xiàn)正常顯示溫度值，那么本次設計基本成功。用手去碰觸溫度傳感器，溫度顯示值出現(xiàn)變化，顯示當前手的溫度值。由于DS18B20與單片機采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對DS18B20進行讀/寫編程時，必須嚴格的保證讀/寫時序，否則將無法讀取測量結果。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。在讀出時須進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。圖320 復位電路4 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(shù)據(jù)刷新子程序。在接電瞬間，RESET端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減少，RESET的電位逐漸下降。單片機復位的條件是：必須使RST/Vpd或RST引腳(9)加上持續(xù)兩個機器周期(即24個振蕩周期)的高電平。如圖314所示。 圖312 四位一體共陽數(shù)碼管圖形數(shù)碼管的管腳分配如圖313。數(shù)碼管分為共陽型和共陰型，共陽極型就是發(fā)光管的正極都連在一起 ，作為一條引線，負極分開。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則不能轉換溫度，讀取的溫度總是85℃。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。器件中還有一個計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進行計數(shù)進而完成溫度測量。因此，可用多只DS18B20同時測量溫度并進行報警搜索。當S=0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當S=1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。當DS18B20接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。溫度 LSB溫度 MSBTH用戶字節(jié)1TL用戶字節(jié)2配置寄存器保留保留保留CRC圖38 DS18B20字節(jié)定義圖37 RAM的9字節(jié)定義R1R0分辨率\位溫度最大轉換時間\ms009011010113751112750表31 DS18B20溫度轉換時間表由表31可見，DS18B20溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉換時間越長。第5個字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉換分辨率。溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入戶報警上下限。DS18B20的外形及管腳排列如圖35所示。而作為I/O口線輸入端時，取自三態(tài)緩沖器的輸出端。P3口的輸入輸出及P3口鎖存器、中斷、定時/計數(shù)器、串行口和特殊功能寄存器有關，P3口的第一功能和P1口一樣可作為輸入輸出端口，同樣具有字節(jié)操作和位操作兩種方式，在位操作模式下，每一位均可定義為輸入或輸出。P3口的電路如圖34所示，P3口為準雙向口，為適應引腳的第二功能的需要，增加了第二功能控制邏輯，在真正的應用電路中，第二功能顯得更為重要。需要說明的是，作為輸入口使用時，有兩種情況，其一是：首先是讀鎖存器的內(nèi)容，進行處理后再寫到鎖存器中，這種操作即讀—修改—寫操作，象JBC(邏輯判斷)、CPL(取反)、INC(遞增)、DEC(遞減)、ANL(與邏輯)和ORL(邏輯或)指令均屬于這類操作。P0口：8位雙向I/O口線，；P1口：8位準雙向I/O口線，；P2口：8位準雙向I/O口線，；P3口：8位準雙向I/O口線。左邊那列逆時針數(shù)起，依次為1，2，3，4......40，其中芯片的1腳頂上有一個凹點。DS18B20主控制器STC89C51顯示電路掃描驅動圖21 數(shù)字溫度計總體電路結構框圖3 硬件設計溫度計電路設計原理圖如圖31所示，控制器使用單片機STC89C51，溫度傳感器使用DS18B20，用4位共陽LED數(shù)碼管以動態(tài)掃描法實現(xiàn)溫度顯示。DS18B20可以直接讀出被測溫度值，進行轉換，就可以滿足設計要求。在這次設計中，熟悉了制作一個產(chǎn)品的總體流程，能熟練使用一些必要的設計工具和仿真工具等?，F(xiàn)在所使用的溫度計通常都是精度為1℃℃的水銀、煤油或酒精溫度計，這些溫度計的刻度間隔通常都很密，不容易準確分辨，讀數(shù)困難，而且他們的熱容量還比較大，達到熱平衡所需的時間較長，因此很難讀準，并且使用非常不方便
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