1、 1 吉 温度温度测控测控器器课程设计课程设计 设计名称设计名称: 温度测控温度测控器器 班班 级级：电子信息电子信息 10403 班班 小组成员小组成员： 指导教师：指导教师： 2012 年 12 月 14 日 2 一、温度测控一、温度测控器的原理及功能器的原理及功能 如图 11 所示此多点温度测量电路主要由以下几部分组成：两个温度传感器 DS18B20 择开 关电路，控制器单片机 AT89S52、扫描驱动电路、数码管 LED 显示器、报警及电源电路等。 图 11 系统组成方框图 温度传感器从测试点采集温度，然后把温度转换成电压（或电流） ，温度传感器输出电压的 大小随温度的高低变化而变化，
2、电压值的变化范围从几个微伏到几个毫伏，不同的温度传感器， 输出电压的范围也差别很大。 单片机 AT89S52 是多点温度测量电路的控制核心， 它将采集到的数 字温度电压值，经过计算处理，得到相应的温度值，经扫描驱动送到 LED 显示器以数字形式显 示测量的温度。LED 显示器用于显示预设温度和实际测量温度的结果。 二、二、系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计 2 2.1 .1 温度测量电路温度测量电路 多点温度测量电路由主控器单片机 AT89S52 作为多点温度测量电路的核心，温度传感器 DS18B20 负责从测量点采集温度，七位共阳 LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。 2.1.1 DS
3、18B20单线智能温度传感器的工作原理 (1) DS18B20 单线智能温度传感器的性能特点 DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最近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。 DS18B20 的性能特点如下： 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； 3 多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能； 无须外接部件； 可通过数据供电，电压范围为 3.05.5V； 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
4、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坏，但不能正常工作. (2) DS18B20 的内部结构框图如图 21 所示，它采用 3 脚 PR35 封装或 8 脚 SOIC 封装其 管脚封装如图 22 所示。 (3) DS18B20 单线智能温度传感器的工作原理 64 位 ROM 的位结构如图 23 所示。 开始 8 位是产品类型的编号， 接着是每个器件的惟一的 序号，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 检验码，这也是多个 DS18B20 可以采用一线进 行通信的原因。非易失性温度报警触发器
5、TH 和 TL，可通过软件写入户报警上下限。 DS18B20 温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的可 电擦除的 EEPRAM。高速暂存 RAM 的结构为 8 字节的存储器，结构如图 26 所示。 图 21 DS18B20 内部结构 4 图 22 DS18B20 的引脚排列 头 2 个字节包含测得的温度信息，第 3 和第 4 字节是 TH 和 TL 的拷贝，是易失的，每次上电 复位时被刷新。 第 5 个字节为配置寄存器， 它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。 DS18B20 工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。 该字节各位的定义如图 25 所示
6、。 低5位一直为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，用户不要改动，R1 和 R0 决定温度转换的精度位数，即用来设置分辨率， 方法见表 24 。 MSB LSB MSB LSB MSB LSB 图 23 位 64 位 ROM 结构图 由表 33 可见,DS18B20 温度转换时间比较长，而且设定的分辨率越高，所需要的温度数据 转换时间就越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。 高速暂存 RAM 的第 6、7、8 字节保留未用，表现为全逻辑 1。第 9 字节读出前面所有 8 字节 的 CRC 码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。 8 位检验 CRC 48 位序列号 8 位工厂代码（10H） 5 表 24 DS18B20 分辨率的定义规定 1 字节 2 字节 3 字节 4 字节 5 字节 6 字节 7 字节 EEPRO
