基于ds18b20溫度傳感器的數(shù)字溫度計設(shè)計說明

1、 1 / 26基于 基于 DS18B20 DS18B20 溫度傳感器的數(shù)字溫度計設(shè)計 溫度傳感器的數(shù)字溫度計設(shè)計目 錄基于 DS18B20 溫度傳感器的數(shù)字溫度計設(shè)計 1基于 DS18B20 溫度傳感器的數(shù)字溫度計設(shè)計 1摘要：1關(guān)鍵字：1The conception of the numerical thermometer based on DS18B2011

2、引言 22 總體設(shè)計 22.1 方案論證 22.2 總體設(shè)計 33 硬件設(shè)計 33.1 單片機(jī)系統(tǒng) 33.2 溫度傳感器模塊 43.3 存儲模塊 73.4 液晶顯示模塊 93.5 串口通信模塊 113.6 電源模塊 124 軟件設(shè)計 134.1 主程序流程 134.2 DS18B20 模塊程序設(shè)計 134.3 HS1602 驅(qū)動程序設(shè)計 164.4 AT24C08 存儲模塊程序設(shè)計 184.5 RS-232-C 串口通信模塊程序設(shè)計 1

3、95 測試與結(jié)果分析 226 附錄 237 參考資料 242 / 261 引言 引言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人們的生活日趨數(shù)字化，多功能的數(shù)字溫度計可以給我們的生活帶來很大的方便；支持“一線總線”接口的溫度傳感器簡化了數(shù)字溫度計的設(shè)計，降低了成本；以美國MAXIM/DALLAS 半導(dǎo)體公司的單總線溫度傳感器 DS18B20 為核心，以 ATMEL 公司的 AT89S52 為控制器設(shè)計的 DS18B20 溫度控制器結(jié)構(gòu)簡單、測溫準(zhǔn)確、具有一定

4、控制功能的智能溫度控制器。2 總體設(shè)計 總體設(shè)計2.1 2.1 方案論證 方案論證2.1.1 2.1.1 溫度傳感器 溫度傳感器方案一：采用熱敏電阻可滿足測溫要求，但熱敏電阻精度低，重復(fù)性和可靠性較差，對于精度要求較高的測溫不適用，而且采用熱敏電阻要求復(fù)雜的電路和算法，增加了設(shè)計復(fù)雜度。方案二：采用專用的集成溫度傳感器（如 AD590、LM35/LM45）和數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20、DS1620）測溫，數(shù)字化溫度傳感器具有接口簡

5、單、直接數(shù)字量輸出、精確度高等優(yōu)點。DS18B20 是 DALLAS 公司的最新單線數(shù)字溫度傳感器，它是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經(jīng)濟(jì)的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，它的測量溫度圍為－55～＋125℃，在－10～＋85℃圍，精度為±0.5℃，現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品

6、等，DS18B20 支持 3～5.5V 的電壓圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、更方便、更便宜、體積更小。DS18B20 可以程序設(shè)定 9～12 位的分辨率，精度為±0.5℃，分辨率設(shè)定與用戶設(shè)定的報警溫度存儲在 E2PROM 中，掉電后依然保存。因此，本方案選用 DS18B20 作為溫度測量傳感器。2.1.2 2.1.2 單片機(jī)系統(tǒng) 單片機(jī)系統(tǒng)目前比較流行 51 系列單片機(jī)和凌陽單片機(jī)。 AT89C51 單片機(jī)需要用仿真器來實現(xiàn)軟硬件的

7、調(diào)試，較為繁瑣； AT89S52 八位單片機(jī)除具有 AT89C51 單片機(jī)所有的優(yōu)點外，具有更大的程序存儲空間，可在線仿真的功能，方便調(diào)試。凌陽十六位單片機(jī)雖然可以更好的完成控制功能，但較AT89S52 八位單片機(jī)價格昂貴，而且編程以與外圍功能電路的設(shè)計都不與 AT89S52 成熟。因此，選用 AT89S52 八位單片機(jī)作為溫度采集的控部分。2.1.3 2.1.3 電源模塊 電源模塊采用普通的直流電源實現(xiàn)電路簡單，而且采用集成電源芯片

8、設(shè)計的直流電源電壓比較穩(wěn)定，完全滿足系統(tǒng)各模塊的供電要求，但是普通直流電源體積比較大，變壓器的散熱對測溫精度也有影響，所以，選用鋰離子手機(jī)充電電池和配套的鋰電池充電器作為系統(tǒng)的供電模塊。手機(jī)用的鋰電池電壓圍是 3.6V 到 4.2V，限定充電電壓是 4.25V，完全滿足 AT89S52 和 DS18B20 等各模塊的工作電壓圍。2.1.4 2.1.4 顯示模塊 顯示模塊由于系統(tǒng)要現(xiàn)測量環(huán)境溫度、測量體溫、過界報警設(shè)置、溫度存儲再現(xiàn)等多種