基于51單片機(jī)的溫度警報(bào)器的設(shè)計(jì)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-01-24 14:28本頁(yè)面
【正文】 0000000 000000010001000000000 00000000000011111111 11111111FFFF2511111111 11001110FFCE5511111111 10010010FF92S18B20遵循單總線協(xié)議，每次測(cè)溫時(shí)都必須有4個(gè)過(guò)程[6]：? 初始化；? 傳送ROM 操作命令；? 傳送ROM操作命令；? 數(shù)據(jù)交換； DS18B20的ROM命令read ROM（讀ROM）.命令代碼為33H，允許主設(shè)備讀出DS18B20的64位二進(jìn)制ROM代碼。數(shù)據(jù)通過(guò)單線接口以串行方式傳輸?！娴姆直媛省＿@是通過(guò)改變計(jì)數(shù)器對(duì)溫度每增加一度所需計(jì)數(shù)的的值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然后計(jì)數(shù)器又開(kāi)始計(jì)數(shù)直到0，如果門周期仍未結(jié)束，將重復(fù)這一過(guò)程。如果計(jì)數(shù)器在門周期結(jié)束前到達(dá)0，則溫度寄存器（同樣被預(yù)置到55℃）的值增加，表明所測(cè)溫度大于55℃。 DS18B20的測(cè)溫原理DS1820 是這樣測(cè)溫[5]的：用一個(gè)高溫度系數(shù)的振蕩器確定一個(gè)門周期，內(nèi)部計(jì)數(shù)器在這個(gè)門周期內(nèi)對(duì)一個(gè)低溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)得到溫度值。：從圖中可知，DS18B20的GND和VDD均直接接地，DQ與單總線相連，單片機(jī)其中一個(gè)I/O口與DS18B20的DQ端相連。外部電源供電模式是將DS18B20的GND直接接地，DQ與但單總線相連作為信號(hào)線，VDD與外部電源正極相連。所有數(shù)據(jù)都是以最低有效位在前的方式進(jìn)行讀寫。如果沒(méi)有對(duì)DS18B20使用報(bào)警搜索命令，這些寄存器可以做為一般用途的用戶存儲(chǔ)器使用。測(cè)量結(jié)果放在DS18B20的暫存器里，用一條讀暫存器內(nèi)容的存儲(chǔ)器操作命令可以把暫存器中數(shù)據(jù)讀出。成功執(zhí)行完一條ROM 操作序列后，即可進(jìn)行存儲(chǔ)器和控制操作，控制器可以提供6 條存儲(chǔ)器和控制操作指令中的任一條。因此，控制器必須首先提供下面5個(gè)ROM 操作命令之一：1）讀ROM；2）匹配ROM；3）搜索ROM；4）跳過(guò)ROM；5）報(bào)警搜索。： DS18B20分辨率的設(shè)置R1R0分辨率最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 /ms009位0110位1011位3751112位750DS18B20依靠一個(gè)單線端口通訊。配置寄存器的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換率。非易失性可點(diǎn)擦除EEPROM用來(lái)存放高溫觸發(fā)器TH、低溫觸發(fā)器TL和配置寄存器中的信息。（3）高速緩存器。當(dāng)接收到溫度轉(zhuǎn)換命令（44H）后，開(kāi)始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后的溫度以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式表示，存儲(chǔ)在高速緩存器RAM的第0，1字節(jié)中，二進(jìn)制數(shù)的前5位是符號(hào)位。溫度傳感器是DS18B20的核心部分，該功能部件可完成對(duì)溫度的測(cè)量通過(guò)軟件編程可將55~125℃范圍內(nèi)的溫度值按9位、10位、11位、12位的分辨率進(jìn)行量化，以上的分辨率都包括一個(gè)符號(hào)位，℃、℃、℃、℃，℃。它是一個(gè)大于281*1012的十進(jìn)制編碼，作為該芯片的唯一標(biāo)示代碼；最后8位為前56位的CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，由于每個(gè)芯片的64位ROM代碼不同，因此在單總線上能夠并接多個(gè)DS18B20進(jìn)行多點(diǎn)溫度實(shí)習(xí)檢驗(yàn)。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)64位ROM和單線接口存儲(chǔ)和控制邏輯 高速緩存器溫度傳感器高溫觸發(fā)器TH低溫觸發(fā)器TL匹配寄存器8位CRC發(fā)生器電源檢 測(cè)CDQVDD內(nèi)部電源VDD DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 的主要內(nèi)部部件，下面對(duì)DS18B20內(nèi)部部分進(jìn)行簡(jiǎn)單的描述[4]:(1)64位ROM。因?yàn)槊恐籇S18B20都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。DQ：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，與TTL電平兼容。AT89C52單片機(jī)數(shù)字溫度傳感器雙限報(bào)警系統(tǒng)譯碼顯示電路設(shè)計(jì)原理2 芯片介紹 DS18B20概述DS18B20是Dallas公司繼DS1820后推出的一種改進(jìn)型智能數(shù)字溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，只需一根線就能直接讀出被測(cè)溫度值，并可根據(jù)實(shí)際需求來(lái)編程實(shí)現(xiàn)9~12位數(shù)字值的讀數(shù)方式[3]。從工業(yè)爐溫、環(huán)境氣溫到人體溫度；從空間、海洋到家用電器，各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都離不開(kāi)測(cè)溫和控溫。當(dāng)被測(cè)量值超出預(yù)設(shè)范圍則發(fā)出警報(bào)，且精度高，適用于大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)以及教育教學(xué)領(lǐng)域。同時(shí)數(shù)字溫度傳感器還可直接與微處理器進(jìn)行接口，它集溫度測(cè)量，A/D轉(zhuǎn)換于一體，具有單總線結(jié)構(gòu)，數(shù)字量輸出，直接與微機(jī)接口等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片機(jī)測(cè)溫系統(tǒng)等的方向發(fā)展。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。而單片機(jī)微處理器越來(lái)越豐富的外圍功能模塊，更加方便了數(shù)字式溫度傳感器輸出信號(hào)的處理。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開(kāi)發(fā)水平。智能溫度傳感器是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的，其內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器(例如TC652/653)中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有AD590、AD59TMP1LM135等；（2）模擬集成溫度控制器。該傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。溫度對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)如此重要，由此推進(jìn)了溫度傳感器的發(fā)展?；贏T89C51單片機(jī)提高了系統(tǒng)的可移植性、擴(kuò)展性，利于現(xiàn)代測(cè)控、自動(dòng)化、電氣技術(shù)等專業(yè)實(shí)訓(xùn)要求。1 引言溫度是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一，如冶金、機(jī)械、食品、化工各類工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反
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