ds18b20數(shù)字溫度傳感器應(yīng)用

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1、傳感器課程設(shè)計報告溫度傳感器專業(yè)班級應(yīng)用電子2班姓名方暢、曹文榮、梁銳權(quán)時間15周至18周指導(dǎo)老師馮偉2007年6月23日1.設(shè)計要求n基本范圍-55℃~120℃n精度誤差小于1℃nLED數(shù)碼直讀顯示2.擴展功能n可以任意設(shè)定溫度的上限報警功能n有鳴蜂器報警n溫度狀態(tài)設(shè)置指示燈，溫度報警指示燈，傳感器檢測指示燈n有溫度自保功能(在一分鐘內(nèi)降不了溫,自動關(guān)閉系統(tǒng))n傳感器檢測功能(如果系統(tǒng)檢測沒有傳感器存在,四次提示內(nèi)沒有插入傳感器則關(guān)閉系統(tǒng))溫度控制器摘要：隨著時代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個領(lǐng)域，一種數(shù)字式溫

2、度計以數(shù)字溫度傳感器作感溫元件，它以單總線的連接方式，使電路大大的簡化；傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻為傳感器，這類傳感器可靠性差，測量溫度準(zhǔn)確率低且電路復(fù)雜。因此，本溫度計擺脫了傳統(tǒng)的溫度測量方法，利用單片機對傳感器進(jìn)行控制。這樣易于智能化控制。1.1.總體設(shè)計方案2.1.0數(shù)字溫度計設(shè)計方案論證2.1.1方案一由于本設(shè)計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比

3、較麻煩。2.1.2方案二進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設(shè)計中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計要求。從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設(shè)計也比較簡單，故采用了方案二。方案二的總體設(shè)計框圖溫度計電路設(shè)計總體設(shè)計方框圖如圖1所示，控制器采用單片機AT89S52，溫度傳感器采用DS18B20，用4位LED數(shù)碼管以P0和P2控制LED實現(xiàn)溫度顯示。2.1.3主控制器單片機AT89S52具有低電壓供電和體積

4、小等特點，四個端口就足夠能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。2.1.4顯示電路顯示電路采用4位共陽LED數(shù)碼管，從P0口輸出顯示數(shù)據(jù)，用P2口來控制位選。2.1.5溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點如下：●獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信；●多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點

5、組網(wǎng)功能；●無須外部器件；●可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0~5.5Ｖ；●零待機功耗；●溫度以９或１２位數(shù)字；●用戶可定義報警設(shè)置；●報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；●負(fù)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。64位ROM的結(jié)構(gòu)開始８位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后８位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，

6、可通過軟件寫入戶報警上下限。DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存ＲＡＭ和一個非易失性的可電擦除的EERAM。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。頭２個字節(jié)包含測得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時被刷新。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。DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖3所示。低５位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式，DS18B20出廠時該位被設(shè)置為０，

7、用戶要去改動，R1和Ｒ0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分率。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。因此，在實際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮。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。第９字節(jié)讀出前面所有８字節(jié)的CRC碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進(jìn)制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第１、２字節(jié)。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)

8、格式以0.0625℃／LSB形式表示。當(dāng)符號位Ｓ＝０時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號位Ｓ＝１時，表示測得的溫度值為負(fù)值，要先將補碼