当前位置:首页 > 基于51单片机的温度警报器的设计单片机课程设计报告
.
智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转化器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。进入21世纪后,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片机测温系统等的方向发展。数字化温度传感器可以直接将温度量以数字脉冲信号形式输出,具有测量精度高、抗干扰能力强、传输距离远、外围接口电路简单等诸多优点。同时数字温度传感器还可直接与微处理器进行接口,大大方便了传感器输出信号的处理.数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件,它集温度测量,A/D转换于一体,具有单总线结构,数字量输出,直接与微机接口等优点。 1.2研究内容和意义
本温度报警器以AT89C51单片机为控制核心,由一数字温度传感器DS18B20测量被控温度,结合7段LED以及驱动LED的74LS245组合而成。当被测量值超出预设范围则发出警报,且精度高,适用于大多数工业生产以及教育教学领域。
温度是一种最基本的环境参数,它是与人类的生活、工作关系最密切的物理量,也是各门学科与工程研究设计中经常遇到和必须精确测量的物理量。从工业炉温、环境气温到人体温度;从空间、海洋到家用电器,各个技术领域都离不开测温和控温。因此,研究温度的测要的意义。
量和控制方法具有重 AT89C52单片机 译码显示电路
双限报警系资料.
数字温度传感器 统 .
设计原理
2 芯片介绍
2.1 DS18B20概述
DS18B20是Dallas公司继DS1820后推出的一种改进型智能数字温度传感器,与传统的热敏电阻相比,只需一根线就能直接读出被测温度值,并可根据实际需求来编程实现9~12位数字值的读数方式[3]。 2.1.1 DS18B20封装形式及引脚功能
资料.
.
图2.1 DS18B20封装形式和引脚功能
如图2.1所示,DS18B20的外形如一只三极管,引脚名称及作用如下: GND:接地端。
DQ:数据输入/输出脚,与TTL电平兼容。
VDD:可接电源,也可接地。因为每只DS18B20都可以设置成两种供电方式,即数据总线供电方式和外部供电方式。采用数据总线供电方式时VDD接地,可以节省一根传输线,但完成数据测量的时间较长;采用外部供电方式则VDD接+5V,多用一根导线,但测量速度较快。
2.1.2 DS18B20内部结构
DQ 64位ROM和单线接口 存储和控制逻 高速缓存器 温度传感器 高温触发器低温触发器匹配寄存器 8位CRC发内部C 电源检VDD 图2.2 DS18B20内部
图2.2中出示了DS18B20 的主要内部部件,下面对DS18B20内部部分进行简单的描述[4]:
(1)64位ROM。64位ROM是由厂家使用激光刻录的一个64位二进制ROM代码,是该芯片的标识号,如表2.1所示:
表2.1 64位ROM标识 8位循环冗余检验 MSB LSB 48位序列号 MSB LSB 8位分类编号(10H) MSB LSB 第1个8位表示产品分类编号,DS18B20的分类号为10H;接着为48位序列号。它是一个大于281*1012的十进制编码,作为该芯片的唯一标示代码;最
资料.
.
后8位为前56位的CRC循环冗余校验码,由于每个芯片的64位ROM代码不同,因此在单总线上能够并接多个DS18B20进行多点温度实习检验。
(2)温度传感器。温度传感器是DS18B20的核心部分,该功能部件可完成对温度的测量通过软件编程可将-55~125℃范围内的温度值按9位、10位、11位、12位的分辨率进行量化,以上的分辨率都包括一个符号位,因此对应的温度量化值分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃,即最高分辨率为0.0625℃。芯片出厂时默认为12位的转换精度。当接收到温度转换命令(44H)后,开始转换,转换完成后的温度以16位带符号扩展的的二进制补码形式表示,存储在高速缓存器RAM的第0,1字节中,二进制数的前5位是符号位。如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测得的数值乘上0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测得的数值需要取反加1再乘上0.0625即可得到实际温度。
(3)高速缓存器。DS18B20内部的高速缓存器包括一个高速暂存器RAM和一个非易失性可电擦除的EEPROM。非易失性可点擦除EEPROM用来存放高温触发器TH、低温触发器TL和配置寄存器中的信息。
(4)配置寄存器。配置寄存器的内容用于确定温度值的数字转换率。DS18B20工作是按此寄存器的分辨率将温度转换为相应精度的数值,它是高速缓存器的第5个字节,该字节定义如表2.2所示:
表2.2 匹配寄存器 TM R0 R1 1 1 1 1 1 TM是测试模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式,在DS18B20出厂时该位被设置为0,用户不要去改动;R1和R0用来设置分辨率;其余5位均固定为1。DS18B20分辨率的设置如表2.3所示:
资料.
共分享92篇相关文档