單片機數(shù)字測溫系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計-畢業(yè)設(shè)計-在線瀏覽
2025-03-24 07:58本頁面
【正文】 警條件）的器件； ●負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； DS18B20采用３腳 PR－ 35封裝或８腳 SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 2所示。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報警 上下限。高速暫存 RAM的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如圖 3所示。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(zhuǎn)換分辨率。該字節(jié)各位的定義如圖 3 所示。 I/O C 64 位 ROM 和 單 線 接 口 高速緩存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存 器 8 位 CRC 發(fā)生器 Vdd 4 TM R1 1R0 1 1 1 1 .... 圖 3 DS18B20字節(jié)定義 由表 1 可見， DS18B20 溫度轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換時間越長。 高速暫存ＲＡＭ的第６、７、８字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯１。 當 DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB形式表示。表 2 是一部分溫度值對應(yīng)的二進制溫度數(shù)據(jù)。若Ｔ＞ TH或 T＜ TL，則將該器件內(nèi)的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應(yīng)。 在 64 位 ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（ CRC）。 DS18B20的測溫原理是這這樣的 ,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率 的脈沖信號送給減法計數(shù)器１；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器２的脈沖輸入。計數(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)的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器１、溫度寄存器中，計數(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。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)器溫度 LSB 溫度 MSB TH用戶字節(jié) 1 TL用戶字節(jié) 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 5 門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作按協(xié)議進行。 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 04 .7 KGN D GN D GN DVC CVC C單 片機.... 圖 4 DS18B20與單片機的接口電路 DS18B20溫度傳感器與單片機的接口電路 DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時 DS18B20的 1腳接地， 2腳作為信號線， 3 腳接電源。 當 DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10us。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 圖 5 中有三個獨立式按鍵可以分別調(diào)整溫度計的上下限報警設(shè)置，圖中蜂鳴器可以在被測溫 度不在上下限范圍內(nèi)時，發(fā)出報警鳴叫聲音，同時 LED 數(shù)碼管將沒有被測溫度值顯示，這時可以調(diào)整報警上下限，從而測出被測的溫度值。 顯示電路 顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的優(yōu)點就是使用口資源比較少，只用 p3 口的 RXD,和 TXD,串口的發(fā)送和接收，四只數(shù)碼管采用 74LS164右移寄存器驅(qū)動，顯示比較清晰。 報警電路 溫度報警電路采用 NPN 三極管、電阻和蜂鳴器組成。 四、系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計算 溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程見圖 7所示。其程序流程圖如圖 8示 圖 9 溫度轉(zhuǎn)換流程圖 初始化 調(diào)用顯示子程序 1S 到？ 初次上電 讀出溫度值溫度計算處理顯示數(shù)據(jù)刷新 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 N Y N Y Y 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC 校驗 9 字節(jié)完？ CRC 校驗正？確？ 移入溫度暫存器 結(jié)束 N N Y 9 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當采用 12位分辨率時轉(zhuǎn)換時間約為 750ms，在本程序設(shè)計中采用 1s顯示程序延時法等待轉(zhuǎn)換的完成。 圖 11 顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖 圖 10 計算溫度流程圖
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