【正文】 供一頻率穩(wěn)定的計(jì)數(shù)脈沖。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。圖中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值，這就是DS18B20的測溫原理。計(jì)數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將55 ℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在 55 ℃ 所對應(yīng)的一個基數(shù)值。（8）負(fù)壓特性，電源極性接反時，溫度計(jì)不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。（6）用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值。 ℃。（3）可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：+~ + V。 以下是DS18B20的特點(diǎn)：（1）獨(dú)特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。當(dāng)AT89S52芯片接到來自溫度傳感器的信號時，其內(nèi)部程序?qū)⒏鶕?jù)信號的類型進(jìn)行處理，并且將處理的結(jié)果送到顯示模塊，發(fā)送控制信號控制各模塊。數(shù)字溫度計(jì)總體電路結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。本實(shí)驗(yàn)采用DS18B20作為溫度傳感器二、系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 采用AT89S52單片機(jī)作為控制核心對溫度傳感器DS18B20控制，讀取溫度信號并進(jìn)行計(jì)算處理，并送到液晶顯示器RT1602顯示。雖然它們固有地會自身發(fā)熱，但可以采用自動關(guān)閉和單次轉(zhuǎn)換模式使其在需要測量之前將IC設(shè)置為低功耗狀態(tài)，從而將自身發(fā)熱降到最低。它們的不足之處在于溫度范圍有限(55℃～＋150℃)，并且需要一個外部參考源。它們也有很大的TC，且價格昂貴(是熱電偶的4～10倍)，并且需要一個外部參考源。它們特別穩(wěn)定，并有許多種配置。另外，熱電偶需要外部參考端。熱電偶有多種類型，它們覆蓋非常寬的溫度范圍，從200℃到2000℃。其中IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。綜上分析，我們采用了第二個方案。該方案簡單易行，但所需的元件較多，且不容易進(jìn)行操作，可讀性差，一旦設(shè)定后很難再加入其他的功能，顯示格式受限制，且大耗電量大，不宜用電池給系統(tǒng)供電。綜上分析，我們選用第二種方案。每只DS18B20具有一個獨(dú)有的不可修改的64位序列號，根據(jù)序列號可訪問不同的器件。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，此元件線形性能好，在0—100攝氏度時，最大線形偏差小于1攝氏度。方案二：采用單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量溫度，直接輸出數(shù)字信號。但這些芯片輸出的都是模擬信號，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后才能送給計(jì)算機(jī)，這樣就使測溫系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。4. 正文一、方案選擇與論證 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的總體要求，本系統(tǒng)可以劃分為以下幾個基本模塊，針對各個模塊的功能要求，分別有以下一些不同的設(shè)計(jì)方案：溫度傳感器模塊方案一：采用熱敏電阻，熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測1攝氏度的信號是不適用的，也不能滿足測量范圍。溫度顯示采用3位LED數(shù)碼管顯示，兩位整數(shù)，一位小數(shù)?；贒S18B20傳感器溫度測量課程設(shè)計(jì)報(bào)告專 業(yè)：___________________________班 級：___________________________姓 名：___________________________指導(dǎo)老師：__________________________二00九年 12月 27日目錄 （內(nèi)容） 頁碼1. 設(shè)計(jì)題目《基于DS18B20傳感器溫度測量》2. 課程設(shè)計(jì)目的通過基于MCS51系列單片機(jī)AT89C51和DS18B20溫度傳感器檢測溫度，熟悉芯片的使用，溫度傳感器的功能，數(shù)碼顯示管的使用，匯編語言的設(shè)計(jì)；并且把我們這一年所學(xué)的數(shù)字和模擬電子技術(shù)、檢測技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用等知識，通過理論聯(lián)系實(shí)際，從題目分析、電路設(shè)計(jì)調(diào)試、程序編制調(diào)試到傳感器的選定等這一完整的實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)了學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想，使學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性，去獨(dú)立解決實(shí)際問題，以達(dá)到提升學(xué)生的綜合能力、動手能力、文獻(xiàn)資料查閱能力的作用，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和以后工作打下一個良好的基礎(chǔ)。3. 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 以MCS51系列單片機(jī)為核心器件，組成一個數(shù)字溫度計(jì)，采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20為檢測器件，進(jìn)行單點(diǎn)溫度檢測。具有鍵盤輸入上下限功能，超過上下限溫度時，進(jìn)行聲音報(bào)警。在溫度測量系統(tǒng)中，也常采用單片溫度傳感器，比如AD590，LM35等。另外，這種測溫系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。便于單片機(jī)處理及控制，節(jié)省硬件電路。DS18B20的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì)DS18B20和微控制器AT89C51構(gòu)成的溫度裝置，它直接輸出溫度的數(shù)字信號到微控制器。這樣一條總線上可掛接多個DS18B20傳感器，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度測量，輕松的組建傳感網(wǎng)絡(luò)。顯示模塊方案一：采用8位段數(shù)碼管，將單片機(jī)得到的數(shù)據(jù)通過數(shù)碼管顯示出來。方案二：采用液晶顯示器件，液晶顯示平穩(wěn)、省電、美觀，更容易實(shí)現(xiàn)題目要求，對后續(xù)的園藝通兼容性高，只需將軟件作修改即可，可操作性強(qiáng)，也易于讀數(shù)，采用RT1602兩行十六個字符的顯示，能同時顯示其它的信息如日期、時間、星期、溫度。微控制器模塊 溫度傳感器有四種主要類型：熱點(diǎn)偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器、IC溫度傳感器。 熱電偶應(yīng)用很廣泛，因?yàn)樗鼈兎浅?jiān)固而且不太貴。它們的特點(diǎn)是：低靈敏度、低穩(wěn)定性、中等精度、響應(yīng)速度慢、高溫下容易老化和有漂移，以及非線性。 電阻溫度檢測器精度極高且具有中等線性度。但它們的最高工作溫度只能達(dá)到400℃左右。 模擬輸出IC溫度傳感器具有很高的線性度 (如果配合一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器或ADC可產(chǎn)生數(shù)字輸出)、低成本、高精度(大約1%)、小尺寸和高分辨率。數(shù)字輸出IC溫度傳感器帶有一個內(nèi)置參考源，它們的響應(yīng)速度也相當(dāng)慢(100 ms數(shù)量級)。 綜上方案的比較，數(shù)字輸出IC溫度傳感器與熱敏電阻、RTD和熱電偶傳感器相比，具有很高的線性，而且由于技術(shù)比較成熟，集成復(fù)雜的功能，成本也較低，能夠提供一個