【正文】 時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏 9 度保持定值。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。 （ 2） 靈敏度的選擇 通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。 （ 1） 根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型 要進(jìn)行 — 個(gè)具體的測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了。 本課題的整個(gè)系統(tǒng)是由單片機(jī)、顯示電路、鍵盤電路、聲光報(bào)警電路等構(gòu)成。本課程 設(shè)計(jì) 了 一種合理、可行的單片機(jī)監(jiān)控軟件，完成 測(cè)量和顯示的任務(wù)。 圖 2－ 2 多路溫度檢測(cè)與控制總體設(shè)計(jì)框圖 單 片 機(jī) 多路 DS18B20 傳感器 LED 顯示 聲光報(bào)警器 加熱繼電器和風(fēng)扇繼電器 按鍵設(shè)置溫度 8 第三章 硬件設(shè)計(jì) 本課程設(shè)計(jì)的多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)是以單片機(jī)和單總線 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 為核心，充分利用單片機(jī)優(yōu)越的內(nèi)部和外部資源及 智能溫度傳感器 DS18B20 的優(yōu)越性能 構(gòu)成一個(gè)完備的 測(cè)溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的多點(diǎn)測(cè)量。 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖如圖 所示，它主要由 三部分組成 :①控制部分主芯片采用單片機(jī) AT89S51；②顯示部分采用 3 位共陰極 LED 數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示；③溫度采集部分的溫度傳感器采用 DS18B20 智能溫度溫度傳感器。 DS18B20有 PR35 和 SOSI 兩種封裝方式，本次設(shè)計(jì)采有 PR35 式封裝 , 如圖 。 DS18B20 構(gòu)成的溫度采集模塊電路簡(jiǎn)單、功能可靠、測(cè)量效率高，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)溫度測(cè)量方法的不足 可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測(cè)量及控制儀器、測(cè)控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。 DS18B20 智能溫度溫度傳感器進(jìn)行溫度采集和轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字型的溫度值， 然后 通過數(shù)據(jù)引腳傳到單片機(jī)的 口，單片機(jī)接受溫度并存儲(chǔ)。如糧食倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、溫控制程生產(chǎn)線之溫度影像檢測(cè)、醫(yī)療與健診的溫度測(cè)試、空調(diào)系統(tǒng)的溫度檢測(cè)、石化、機(jī)械 ? 等 。 溫度傳感器 DS18B20 利用單總線的特點(diǎn)可以方便的實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度的測(cè)量，組建傳感器網(wǎng)絡(luò)， 且 系統(tǒng)的抗干擾性好、設(shè)計(jì)靈活、方便，而且 能 在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度 檢測(cè) 。 控制模塊 本設(shè)計(jì)采用 單片機(jī)基于數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的系統(tǒng)。對(duì)于控制系統(tǒng)可以采用計(jì)算機(jī)、單片機(jī)等。該系統(tǒng)能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量和進(jìn)行顯示，并且能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r進(jìn)行聲光報(bào)警。整個(gè)系統(tǒng)由 MCU(單片機(jī) )控制，用于接收傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)并加以顯示出來(lái)，還可以從鍵盤設(shè)定溫度報(bào)警值，系統(tǒng)根據(jù)命令，選擇對(duì)應(yīng)的傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，并由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)溫度顯示。這些特性使得 DS18B20非常適用于高精度、多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化正成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。常用的智能數(shù)字溫度傳感器有 DS18B MAX657 DS172 MAX6635 等等。 設(shè)計(jì)研究意義 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，溫度控制在工業(yè)控制、電子測(cè)溫計(jì)、家用電器等各種溫度控制系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，且由過去的單點(diǎn)測(cè)量向多點(diǎn)測(cè)量發(fā)展。多點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x表，相對(duì)與單點(diǎn)的測(cè)量精度有一定的差距，雖然實(shí)現(xiàn)了多路溫度的測(cè)控，但價(jià)格昂貴。有的儀表還具有存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)幾百到幾千組數(shù)據(jù)。此種產(chǎn)品測(cè)溫范圍大都在 200℃ ~800℃ 之間，分辨率 12 位，最小分辨溫度在 ~ 之間。 傳感器在溫 控系統(tǒng) 中的應(yīng)用 目前市場(chǎng)主要存在單點(diǎn)和多點(diǎn) 兩種溫度測(cè)量?jī)x表。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)上通過軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的， 當(dāng)然， 其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。智能溫度傳感器內(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。但它自成系統(tǒng)，工作時(shí)并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別 。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān)、可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有 LM5 AD22105 和 MAX6509。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、 AD59 TMP1 LM135 等 。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)如此重要，由此推進(jìn)了溫度傳感器的發(fā)展。自 18 世紀(jì)工業(yè)革命以 來(lái)，工業(yè)發(fā)展 與 是否掌握溫度有著 緊密 的聯(lián)系。本文結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，介紹了 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器在單片機(jī)下的硬件連接及軟件編程，并給出了軟件流程圖。 本課題以 AT89C51 單片機(jī)系統(tǒng)為核心，能對(duì)多 點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)巡檢。 1 目錄 摘要 ?????????????????????????? 2 第一章緒論 ??????????????????????? 4 傳感器發(fā)展的三個(gè)階段????????????????? 4 傳感器發(fā)展趨勢(shì)???????????????????? 4 傳感器在在系統(tǒng)中的應(yīng)用???????????????? 4 設(shè)計(jì)研究意義????????????????????? 5 設(shè)計(jì)的目標(biāo)任務(wù)???????????????????? 5 第二章 方案選擇 ????????????????????? 6 引言????????????????????????? 6 方案設(shè)計(jì)??????????????????????? 6 控制模塊?????????????????????? 6 溫度采集模塊???????????????????? 6 顯示模塊?????????????????????? 7 系統(tǒng)框圖??????????????????????? 7 第三章 硬件設(shè)計(jì) ????????????????????? 7 溫度傳感器?????????????????????? 7 溫度傳感器選用細(xì)則????????????????? 7 傳感器簡(jiǎn)介????????????????? 9 的測(cè)溫原理?????????????????? 11 與微處理器的接口技術(shù) ????????????? 13 ?????????????????? 16 2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ?????????????????? 16 設(shè)計(jì)原則 ????????????????????? 16 設(shè)計(jì)中的各種電路 ????????????????? 17 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ??????????????????21 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路 ???????????????? 21 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一般原則 ??????????????? 21 4. 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一般步驟 ??????????????? 22 ???????????????????? 22 第五章 小結(jié) ??????????????????????? 27 結(jié)束語(yǔ) ????????????????????????? 28 參考文獻(xiàn) ?????? ?????????????????? 28 致謝 ?????????????????????????? 28 3 摘 要 隨著社會(huì)的進(jìn)步和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視溫度因素，許多產(chǎn)品對(duì)溫 度 范圍要求嚴(yán)格，而目前市場(chǎng)上普遍存在的溫度檢測(cè)儀器大都是單點(diǎn)測(cè)量，同時(shí)有溫度信息傳遞不及時(shí)、精度不夠的缺點(diǎn)，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時(shí)做出決定。在這樣的形式下，開發(fā)一種能夠同時(shí)測(cè)量多點(diǎn)，并且實(shí)時(shí)性高、精度高，能夠綜合處理多點(diǎn)溫度信息的測(cè)量系統(tǒng)就很有必要。 DS18B20 是一種可組網(wǎng)的高精度數(shù)字式溫度傳感器，由于其具有單總線的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可以使用戶輕松地組建起傳感器網(wǎng)絡(luò)，并可使多點(diǎn)溫度測(cè)量電路變得簡(jiǎn)單、可靠。 關(guān)鍵詞 ： 溫度測(cè)量；單總線；數(shù)字溫度傳感器； 單片機(jī) 4 第一章 緒論 課題的背景 在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色 ，都 無(wú)時(shí)無(wú)刻不在與溫度打交道。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等等行業(yè)，可以說幾乎 %80 的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素。 傳感器三個(gè)發(fā)展階段 ： 一是