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基于单片机的数字温度计设计报告

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  • 2025/7/5 2:41:05

1、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;

2、多个DS18B20 可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能 3、无须外部器件;

4、可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V; 5、零待机功耗;

6、温度以9或12位数字; 7、用户可定义报警设置;

8、报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;

9、负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作; DS18B20 可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20 的1 脚接地,2 脚作为信号线,3 脚接电源。

为保证在有效的DS18B20 时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET 管来完成对总线的上拉。当DS18B20 处于写存储器操作和温度A/D 转换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD 端接地。由于单线制只有一根线,因此发送接口必须是三态的。

图2.6温度传感器与单片机的连接

2.3.4报警温度调整按键

本系统设计三个按键,采用查询方式,一个用于选择切换设置报警温度和当前温度,另外两个分别用于设置报警温度的加和减。均采用软件消抖。

图2.7按键电路

3. 系统软件算法分析

系统程序主要包括主程序,读出温度子程序,温度转换命令子程序,计算温度子程序,显示数据刷新子程序,按键扫描处理子程序等。 3.1主程序流程图

主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20 的测量的当前温度值,温度测量每1s 进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度,其程序流程见图3.1 所示。

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图3.1 主程序流程图

3.2读出温度子程序

读出温度子程序的主要功能是读出RAM 中的9 字节,在读出时需进行CRC 校验,校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图3.2 示 3.3温度转换命令子程序

温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令,当采用12 位分辨率时转换时间约为750ms,在本程序设计中采用1s 显示程序延时法等待转换的完成。温度转换命令子程序流程图如图3.3 所示

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图3.2读文读流程图 图3.3温度转换流程图

3.4 计算温度子程序

计算温度子程序将RAM 中读取值进行BCD 码的转换运算,并进行温度值正负的判定,其程序流程图如图3.4 所示。 3.5 显示数据刷新子程序

显示数据刷新子程序主要是对分离后的温度显示数据进行刷新操作,当标志位位为1时将符号显示位移入第一位。程序流程图如图3.5。

图3.4 计算温度流程图 图3.5显示数据刷新流程图 3.6按键扫描处理子程序

按键采用扫描查询方式,设置标志位,当标志位为1 时,显示设置温度,否则显示当前温度。如下图3.6 示。

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图3.6按键扫描处理流程图

4. 电路仿真

通过仿真软件验证该原理图的可行性。采用protues软件对电路仿真,可以得到预期效果。因protues软件中没有STC89C52故用AT89C52代替。仿真图如图4.1示。

图4.1电路仿真图

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1、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信; 2、多个DS18B20 可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能 3、无须外部器件; 4、可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V; 5、零待机功耗; 6、温度以9或12位数字; 7、用户可定义报警设置; 8、报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件; 9、负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作; DS18B20 可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20 的1 脚接地,2 脚作为信号线,3 脚接电源。 为保证在有效的DS18B20 时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET 管来完成对总线的上拉。当DS18B20 处于写存储器操作和温度A/D 转换操作时,总

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