（徐国龙朱丽娜田健董志程）
一设计要求
数字式温度计要求测温范围为－55～125°C，精度误差在0.1°C以内，LED数码管直读显示。 二、方案论证
根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选用数字温度传感器DS18B20，18B20 能够直接将所采集的信号进行模＼数转换，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。 该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器用4位共阳LED数码管以动态扫描法实现。检测范围-55摄氏度到125摄氏度。
按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。
数字温度计总体电路结构框图如下图所示:
三、系统硬件电路的设计
温度计电路设计原理图如图2所示，控制器使用单片机AT89C51，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳LED数码管实现温度显示
数字温度设计电路原理图如下图所示:
1、主控制器
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2、显示电路
显示电路采用4位共阳LED数码管，从P0口输出段码，列扫描用P3.0~P3.3口来实现，列驱动用8550三极管。女性护理
3、温度传感器工作原理
（1）.DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值、读数方式。
(2).DS18B20 的性能特点如下：
●独特的单线接口方式仅需要一个端口引脚进行通信；
社会经济结构●多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能；
●无需外部器件；
●可通过数据线供电，电压范围：3.0～5.5V；
●测温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃
●零待机功耗
●温度以9或12位数字量读出；
●用户可定义的非易失性温度报警设置
●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
●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。
如下图为DS18B20内部结构框图：
(3).DS18B20测温原理：
DS18B20的测温原理如下图所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小用于产生固定频
率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量.计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 ℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55 ℃所对应的一个基数值。
（4）.DS18B20的数据输出格式：
DS18B20读出的温度结果的数据分为两个字节，用16符号扩展的二进制补码读数形式提供，因此，在系统中要将得到的温度数值进行格式转换，才能用于显示。
这两个字节的数据格式如下图所示： MSB LSB MSB
LSB
装煤机
高8位中的高5位是符号位，表示温度是在零上还是零下。 高8位中的低三位，，和低8位中的高4位
，
，
，之文界
构成温度的整数部分。
低8位中的
，
，
，
为温度的小数部分（为0.5+0.25+0.125+0.0625）。
（5）.下图为DS18B20 引脚图DS18S20采用3脚PR35封装（或8脚SOIC 封装），DQ
为数据输入/输出脚，VDD 为电源电压。
四 系统程序的设计
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，报警子程序和显示数据刷新子程序等。雅施达
1 主程序
主程序的主要功能是负责温度的实时显示，读出并处理DS18B20的测量温度值。温度测量每1s进行一次。主程序流程图如图1所示。
2 读出温度子程序
读出温度子程的主要功能是读出RAM中的9字节。在读出时须进行CRC校验，校验有错时不能进行温度数据的改写。读出温度子程序流程图如2所示。
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750 ms。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所示。
4 计算温度子程序
计算温度子程序将RAM中读取的值进行BCD码的抓换运算，并进行温度值正负的判断。其流程图如图4所示。
5 显示数据刷新子程序
显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高数据显示位为0时，将符号显示位移入下一位。显示数据刷新子程序流程图如图5所示。
达夫图1 主程序流程图
图2 读出温度子程序流程图
图4 计算温度子程序流程图
图3 温度转换命令
子程序流程图
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议