温度检测电路.docx

温度检测电路.docx

《温度检测电路.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《温度检测电路.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

温度检测电路

目录

1.概述部分1

2.系统组成部分1

2.1系统组成框图1

2.1系统单元电路1

2.2.1系统的供电电路2

2.2.2DS18B20测温电路2

2.2.3单片机控制部分电路4

2.2.4数码管显示电路5

3.软件控制流程6

4.仿真结果7

5.课程设计总结8

参考文献9

温度检测电路

1.概述部分

在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色，是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量。

因次对温度的测量显得越来越重要，通过对温度的测量可以为我们的生活更好地服务，现在温度的测量向着数字化，智能化的方向发展，智能温度传感器的出现为温度的测量带来了方便。

随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。

DSl8B20为单总线结构的数字式温度传感器，电路设计简单，操作也方便，管脚简单。

本系统设计采取以AT89C2051单片机为主控制器芯片，以DS18B20芯片为温度测量芯片，可以实现每秒测试温度，并通过LED数码管显示的，精度为0.1℃的温度检测电路的功能。

2.系统组成部分

2.1系统的组成框图

图2-1系统的组成框图

本系统采取+5V电源供电，采取AT89C51单片机为主控芯片，以数字式温度传感器DS18B20传感器进行温度的检测，将检测的温度在数码管上进行显示。

2.2系统的单元电路

2.2.1系统的供电电路

图2-2-1系统的供电电路

系统采用9v电池，通过7805稳压到5V给整个电路系统进行供电。

2.2.2DS18B20测温电路

图2-2-2DS18B20测温电路

DS18B20是数字式温度温度传感器，可以提供9至12位可编程设备温度读数。

微处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。

为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量，不需要外接电源。

单总线接口，只需要一条口线通信多点能力，简化了分布式温度传感应用无需外部元件可用数据总线供电，电压范围为3.0V至5.5V无需备用电源测量温度范围为-55℃至+125℃。

DS18B20数字温度传感器-10℃至+85℃范围内精度为±0.5℃。

且只有三个管脚，电路简单。

DS18B20具有以下几个特点

（1）全数字温度转换及输出

（2）先进的单总线数据通信；（3）最高十二位分辨率，精度可达±0.5摄氏度；（4）十二位分辨率时的最大工作周期为750毫秒；（5）可选择寄生工作方式；（6）检测温度范围-55℃—125℃；（7）内置EEPROM,限温报警功能；（8）64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。

单总线时序分析。

复位：

首先我们必须对DS18B20芯片进行复位，复位就是由控制器（单片机）给DS18B20单总线至少480uS的低电平信号。

当18B20接到此复位信号后则会在15~60uS后回发一个芯片的存在脉冲。

每一次通信之前必须进行复位，复位的时间、等待时间、回应时间应严格按时序编程。

时序如下图：

图2-2-3DS18B20复位及应答关系示意图

DS18B20读写时间隙：

DS18B20的数据读写是通过时间隙处理位和命令字来确认信息交换的。

写时间隙如下图：

图2-2-4DSl8B20写时间隙

写时间隙分为写“0”和写“1”，时序如图11。

在写数据时间隙的前15uS总线需要是被控制器拉置低电平，而后则将是芯片对总线数据的采样时间，采样时间在15~60uS，采样时间内如果控制器将总线拉高则表示写“1”，如果控制器将总线拉低则表示写“0”。

每一位的发送都应该有一个至少15uS的低电平起始位，随后的数据“0”或“1”应该在45uS内完成。

整个位的发送时

间应该保持在60~120uS，否则不能保证通信的正常。

读时间隙时控制时的采样时间应该更加的精确才行，读时间隙时也是必须先由主机产生至少1uS的低电平，表示读时间的起始。

随后在总线被释放后的15uS中DS18B20会发送内部数据位，这时控制如果发现总线为高电平表示读出“1”，如果总线为低电平则表示读出数据“0”。

每一位的读取之前都由控制器加一个起始信号。

注意：

如图12所示，必须在读间隙开始的15uS内读取数据位才可以保证通信的正确。

读时间隙时序图如下图：

图2-2-5DSl8B20读时间隙图

在通信时是以8位“0”或“1”为一个字节，字节的读或写是从高位开始的，即A7到A0.字节的读写顺序也是自上而下的。

2.2.3单片机控制部分电路

图2-2-6单片机控制部分电路图

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8KBytesISP的可反复擦写100000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，其具有如下特点：

40个引脚，8KBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器，32个外部双向输入/输出口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗电路，片内时钟振荡器。

单片机控制电路采取的是AT89C51为控制芯片，对温度传感器DS18B20进行温度检测在数码管上进行显示。

2.2.4数码管显示部分电路

图2-2-7数码管显示部分电路

显示电路采取的是74HC595作为驱动数码管来显示采集到的温度，显示格式XX.X,精度精确到0.1度。

3.软件控制流程

18B20温度传感器是本设计中比较重要的部分，18B20是单总线结构，操作时序比较复杂，而且18B20复位操作比较重要，在初始化，采集温度以及读取温度时，都用到了复位操作。

下面就是18B20测温过程的工作流程如下：

图3-118B20的测温的控制流程

4.仿真结果

5.课程设计总结

从最初的分析选题，到电路设计，系统搭建，再到程序调试，每一步都遇到过困难，但我们坚定不移，反复测试，不断改进，努力追求更好。

每一个元器件的选用，我们都经过仔细的计算比较，力求能最大限度的完善电路，使电路性能达到最佳。

总体而言由于系统架构设计合理，电路简单，功能电路实现较好，系统性能优良、稳定，较好地达到了题目要求的各项指标。

通过这次课程设计期间使我对单片机课上所学到的知识有了更深的认识，并且把我们平时在电子这一方面所学到的知识有了一个综合的运用，使我们真正的从实践掌握了80C51的各方面的知识。

首先，当我拿到课程设计的题目时，我是一脸茫然，根本就不知道应该从何开始下手，开始的时候我首先收集关于这方面的资料，经过努力的查询，我找到了和课题相关的设计方案，经过一段时间的研究，终于对课题有了初步的了解和想法。

接下来的几天我仍然是学习关于这次课程设计中所用到的各个芯片，和对于整个课题的设计方法和思路，最后，终于确定了实际方案。

然后我就开始编写所用到程序，画粗略的电路图，编写程序的流程图。

当然初次的程序存在很多的错误，通过仔细的检查，终于完成了，并且通过报告的形式写出来。

参考文献

[1]张毅刚.单片机原理与应用[M].北京：

高教教育出版社.2010.

[2]楼然苗.51系列单片机原理及设计实例.北京：

北京航空航天大学出版社.2005.

[3]何道清，张禾.传感器及传感器技术.北京：

科学教育出版社.2008