ds18b20型數(shù)字溫度傳感器在煙葉烤房監(jiān)測儀中應(yīng)用

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1、個人收集整理僅供參考學習文中介紹DS18B20型數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作時序,給出以DS18B20和單片機為核心設(shè)計地煙葉烤房溫/濕度控溫度控制裝置地硬件及軟件設(shè)計方案.實驗證明該裝置地溫濕度控制準確、測量精度高、控制性能良好.關(guān)鍵詞：DS18B20煙葉烤房溫/濕度控制1引言近年來，隨著我煙葉生產(chǎn)水平地提高，煙葉烘烤過程成為制約煙葉質(zhì)量地關(guān)鍵因素.傳統(tǒng)地工期監(jiān)守、利用干濕球玻璃溫度計采集數(shù)據(jù)地方式，勞動強度大，操作規(guī)程復雜，與現(xiàn)代化地烤房設(shè)施不相適應(yīng).目前推廣應(yīng)用地許多智能煙葉烤房監(jiān)測儀多采用電阻式溫度傳感器，測量精度低，需要A

2、/D轉(zhuǎn)換，電路復雜，離散性大，溫度反應(yīng)緩慢.為此，設(shè)計地煙葉烤房監(jiān)測儀采用DS18B20型數(shù)字式溫度傳感器作為溫度采集單元，較好地解決了上述問題.DS18B20由Dallas半導體公司生產(chǎn)地“一線總線”接口地溫度傳感器.一線總線結(jié)構(gòu)具有簡潔且經(jīng)濟地特點，可使用戶輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而為測量系統(tǒng)地構(gòu)建引入全新概念，DS18B20地測溫范圍為-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃地范圍內(nèi)，精度為±0.5℃，現(xiàn)場溫度可直接通過“一線總線”以數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)地抗干擾性.DS18B20適合于惡劣環(huán)境地現(xiàn)場溫度測量，如環(huán)境控

3、制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子10/10個人收集整理僅供參考學習產(chǎn)品等.它工作在3V～5.5V地電壓范圍，采用多種封裝形式，從而使系統(tǒng)設(shè)計靈活、方便，設(shè)定分辨率及用戶設(shè)定地報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存.b5E2RGbCAP2DS18B20地內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20地內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器.DS18B20地封裝形式及引腳排列如圖2所示，其中DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（采用寄生電源供電方式時

4、接地）.10/10個人收集整理僅供參考學習ROM中地64位序列號是出廠前被光記得好地，它可以看作是該DS18B20地地址序列碼，每個DS18B20地64位序列號均不相同.64位ROM地排列是：前8位是產(chǎn)品家族碼，接著48位是DS18B20地序列號，最后8位是前面56位地循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）.ROM作用是使每一個DS18B20都各不相同，樣就可實現(xiàn)一根總線上掛接多個.DS18B20采用單總線工作方式，由于所有信號（控制和數(shù)據(jù)）都通過單總線傳輸，因此總線地時序邏輯必須非常嚴格，其工作時序如圖3所示.p1Eanq

5、FDPwDS18B20中地溫度傳感器可完成對溫度地測量，并用16位符號擴展地二進制補碼形式輸出溫度值，以0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位.例如+125℃地數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625地數(shù)字輸出為0191H，-25.0625℃地數(shù)字輸出為FF6FH，-55℃地數(shù)字輸出為FC90H.DXDiTa9E3d3硬件設(shè)計圖4給出基于AT89C52型單片機和DS18B20地煙葉烤房監(jiān)測系統(tǒng)地硬件連接圖.圖中DS18B20采用外接電源工作方式，VCC端用3V～5.5V電源供電.本系統(tǒng)選用AT89C52作為CPU.AT89C5

6、2是一種低功耗、高性能，片內(nèi)帶4kB快閃可編程/擦除只讀存儲器地8位CMOS微控制器，與MCS-51型微控制器產(chǎn)品系列兼容，使用高密度、非易失存儲技術(shù)制造，不需擴展即能滿足要求.RTCrpUDGiT溫度設(shè)定通過一個2×2地矩陣鍵盤輸入P2I/O口.同時，P3口將設(shè)定地溫濕度值送到LCD上顯示，在該I/O上還連接了8段LED驅(qū)動電路，用來將烤房地溫濕度送到LED上顯示，以方便煙農(nóng)夜間觀察烤房工作狀態(tài).報警電路由一只三極管構(gòu)成驅(qū)動放大，然后外接蜂鳴器構(gòu)成.風門控制和排濕風扇控制電路采用可控硅，為了提高系統(tǒng)地抗干擾能力，采用MOC3020

7、光耦電路作為驅(qū)動模塊.10/10個人收集整理僅供參考學習4軟件設(shè)計5PCzVD7HxA目前采用地煙葉烘烤工藝是3段式烘烤，該工藝將煙葉地烘烤過程分為3個階段，第一階段為變黃期，第二階段為定色期，第三階段為烘干期，各階段對烤房地溫度要求不同，如圖5所示.jLBHrnAILg在3段式煙葉烘烤過程中，溫度控制曲線要求第一、三段按照每小時1℃地固定斜率均勻升溫，第二階按照每小時0.5℃地固定斜率均勻升溫.這需要對烤房溫度連續(xù)讀入并比較，以控制升溫速率，并根據(jù)烤房地歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)模擬出溫度慣性10/10個人收集整理僅供參考學習數(shù)，從而進行模糊控

8、制.當烤房內(nèi)溫度達到溫度設(shè)定值時，結(jié)束升測控制過程，進入恒溫控制狀態(tài).烤房內(nèi)濕度地控制方式和溫度控制方式類似因此，應(yīng)用程序主要包括系統(tǒng)初始化、鍵盤掃描、溫度檢測讀入、數(shù)字濾波、溫度顯示、恒溫恒濕控制、報警及驅(qū)動輸出等，這些操作分別由相