【正文】 －Δ式 A／Ｄ轉(zhuǎn)換器，它能以很高的采樣速率和很低的采樣分辨力將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再利用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波技術(shù)，來提高有效分辨力。溫度傳感器作為從機(jī)可通過專用總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信。智能溫度控制器適配各種微控制器，構(gòu)成智能化溫控系統(tǒng)；它們還可以脫離微控制器單獨(dú)工作，自行構(gòu)成一個(gè)溫控儀。 智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成 的。 智能溫度傳感器都具有多種工作模式可供選擇，主要包括單次轉(zhuǎn)換模式、連續(xù)轉(zhuǎn)換模式、待機(jī)模式，有的還增加了低溫極限擴(kuò)展模式，操作非常簡便。 DS1624 還增加了存儲功能，利用芯片內(nèi)部 256 字節(jié)的 E2PROM 存儲器，可存儲用戶的短信息。 （ 2）增加測試功能 新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強(qiáng)。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。由美國 DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的 DS1624 型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出 13 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá) ℃，測溫精度為177。 （ 1）提高測溫精度和分辨力 在 20世紀(jì) 90 年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低，分辨力只能達(dá)到 1℃。單總線通常要求外接一個(gè)約為 的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線閑置時(shí)其狀態(tài)為高電 平 。 單總線 系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換，控制都由這 一 根 數(shù)據(jù) 線完成。 因而，這種單總線技術(shù)具 有節(jié)省 I/O 口線 ， 結(jié)構(gòu)簡單 ，成本低廉，軟件設(shè)計(jì)簡單，便于總線擴(kuò)展和維護(hù)。在這種操作中，只有寫操作是單向的，初始化操作和讀操作都是雙向的。這些總線至少需要兩條或兩條以上的信號線。 1． 4 單總線系統(tǒng)概述 目前常用的微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信的串行總線主要有 I 2C 總線， SPI 總線等。 （ 3）提高了傳感器的性能價(jià)格比 在相同精度的需求下，多功能智能式傳感器與單一功能的普通傳感器相比，性能價(jià)格比明顯提高，尤其是在采用較便宜的單片機(jī)后更 為明顯。 相比一般傳感器，智能式傳感器有如下顯著特點(diǎn)： （ 1） 提高了傳感器的精度 基于單總線溫度傳感器的溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 智能式傳感器具有信息處理功能，通過軟件 不僅可修正各種確定性系統(tǒng)誤差 (如傳感器輸入輸出的非線性誤差、溫度誤差、零點(diǎn)誤差、正反行程誤差等 )而且還可適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償隨機(jī)誤差、降低噪聲，大大提高了傳感器精度。 由于半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，使微控制器的功能不斷升級，價(jià)格不斷下降，從而引起工業(yè)傳感器設(shè)計(jì)的革命，也使檢測技術(shù)的發(fā)展躍上一個(gè)新臺階 。光電傳感器具有反應(yīng)速度快，能實(shí)現(xiàn)非接觸測量，精度高、分辨率高和可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，因此在軍事、工業(yè)檢測與控 制領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，也使光電傳感器的智能化倍受關(guān)注并獲得迅速發(fā)展。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展， 1983 年美國 Honeywell 公司首次推出用于過程工業(yè)的智能壓力傳感器。 1． 3 智能傳感器概述 智能傳感器最初是由美國宇航局 1978 年在開發(fā)出來的產(chǎn)品。檢測技術(shù) 從廣義上說是指 尋找與自然信息 獨(dú)具有對應(yīng)關(guān)系的種種表現(xiàn)形式的信號，確定被測量與顯示量兩者之間的定性、定量關(guān)系，并為進(jìn)一步提高測量精度、改進(jìn)試驗(yàn)方法及測量裝置性能提供可行依據(jù)的整個(gè)過程。采用 數(shù)字溫度傳感器與單片機(jī)組成的溫度檢測系統(tǒng) 進(jìn)行溫度檢測、數(shù)值顯示和數(shù) 據(jù)存儲， 體積減小 ， 精度提高， 抗干擾能力強(qiáng)，并 可組網(wǎng) 進(jìn)行多點(diǎn)協(xié)測 ，還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制等技術(shù)，在 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛。 在傳統(tǒng)的溫度測 控 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ， 往往采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 這樣就不可避免地遇到諸如 傳感器外圍電路復(fù)雜及抗干擾能力差 等問題 。本文 介紹 了 檢測的基本概念， 單 總 線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 及單片機(jī) AT89C2051 的特性 、內(nèi)部結(jié)構(gòu) 及工作原理，給出了 DS18B20 與單片機(jī) AT89C2051 接口的應(yīng)用實(shí)例，以及由 兩者 組成溫度檢測系統(tǒng)的方法，并給出了對 DS18B20 進(jìn)行各種操作的軟件流程圖 及操作程序。而其中 任何 一環(huán)節(jié)處理不當(dāng) ,就 會 造成整個(gè)系統(tǒng)性能的下降?；趩慰偩€溫度傳感器的溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中文題目： 基于單總線溫度傳感器的溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 英文題目： The Temperature Detection System Design based one wire bus temperature sensor 專 業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù) 專業(yè)方向 電子產(chǎn)品應(yīng)用與開發(fā) 班 級 08應(yīng)電 學(xué) 號 2020209036 學(xué)生姓 名 王宇鵬 指導(dǎo)教師 屈召貴 教 研 室 電氣工程及其自動(dòng)化 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 2020年 06月 28日 基于單總線溫度傳感器的溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 基于單總線溫度傳感器的溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 ： 溫度 是工業(yè)生產(chǎn)和自動(dòng)控制中最常見的工藝參數(shù)之一。 過去 溫度 檢測 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ,大多 采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì) ,這樣就不可避免地遇到諸如 傳感器外圍電路復(fù)雜及抗干擾能力差 等問題 。隨著 半導(dǎo)體 技術(shù)的 高 速 發(fā)展 ,特別是大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展 , 數(shù)字化 、 微型化 、 集成化 成為 了 傳感器發(fā)展的 主 要方向 。 關(guān)鍵詞 ： 溫度檢測 ； 單總線溫度傳感器 DS18B20；單片機(jī) AT89C2051 ；匯編 語言 The Temperature Detection System Design based one wire bus temperature sensor Abstract: Temperature is the most mon one of process parameters in automatic control and industrial production. In the traditional temperature measurement system design, often using simulation technology to design, and this will inevitably encounter error pensation, such as lead,plex outside circuit,poor antijamming and other issues, and part of a deal with them Improperly, could cause the entire system of the decline. With modern science and technology of semiconductor development, especially largescale integrated circuit design technologies, digital, miniaturization, integration sensors are being an important direction of development. This paper presents the basic concept of detection, a single digital temperature sensor DS18B20 the characteristics and working principle is given DS18B20 with 89 C2051 MCU interface application examples, and the position of DS18B20 temperature detection system, and gives the various operations of the DS18B20 Software flow chart and operation programs. Keyword: Temperature Detection； DS18B20； AT89C2051； Assembler language 基于單總線溫度傳感器的溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 目 錄 中文摘要 英文摘要 1引言 ......................................................................5 1． 1 前言 ..................................................................5 1． 2 檢測概述 ..............................................................5 1． 3 智能傳感器概述 ........................................................5 1． 4 單總線系統(tǒng)概述 .........................................................6 1． 5 智能溫度傳感器發(fā)展的新趨勢 ................................................7 2 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20....................................................9 2． 1 DS18B20 概述 ...........................................................9 2． 1． 1 性能特點(diǎn) ..........................................................9 2． 1． 2 內(nèi) 部結(jié)構(gòu) ......................................................... 9 2． 1． 3 管腳排列 .........................................................10 2． 1． 4 工作方式 ........................................................ 10 2． 2 DS18B20 存儲器及設(shè)置寄存器 .......................................... 11 2． 3 DS18B20 測溫原理 ......................................................13 2． 4 DS18B20 測溫過程 .....................................................15 2． 5 DS18B20 使用注意事項(xiàng) ..................................................17 3 單片機(jī) AT89C2051.........................................................19 3． 1 AT89C2051 概述 ........................................................19 3． 2 AT89C2051 外部單元 ....................................................20 3． 2． 1 引腳 .............................................................20 3． 2． 2 電源 .............................................................21 3． 3 AT89C2051 內(nèi)部單元 ....................................................22 3． 3． 1 結(jié)構(gòu)框圖 .........................................................22 3． 3． 2 運(yùn)算器 ...........................................................22 3． 3． 3 控制器 ...........................................................23 3． 3． 4 存儲器 ...........................................................24 3． 4 AT89C2051 程序保密性能 ................................................24 3． 5 AT89C2051 軟硬件的開發(fā) ................................................25 4 溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....