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1、DS18B20温度检测控制摘 要温度是一个很重要的物理量，在现代工农业生产中，对它的测量与控制有十分重要的意义。本论文从简单实用方面介绍了由DS18B20单总线数字式温度传感器与AT89S52单片机构成温度检测控制系统。论文从五个方面介绍了这一设计：绪论部分简单介绍了课题背景及现状，并提出预期目标；第二部分对DS18B20、AT89S52、74LS244的硬件资源、功能等作了较详细的介绍；第三部分介绍了主要硬件电路的设计，包括测量电路、显示电路和电源电路；第四部分介绍软件设计。程序采用C语言在Keil软件环境下编写、调试，并用计算机并口下载到单片机；第五部分主要对设计进行调试实验，并对实验结果
2、作总结并指出不足。关键词：单总线 单片机 AT89S52 DS18B20 AbstractTemperature is an important physical parameter and the measurement and control it is of great significance. This article introduced a simple and practical temperature examination control system by the DS18B20 1-wrie digital temperature sensor and AT89S52
3、single-chip computer. The article introduced this design from five aspects: The introduction part simply introduced the topic background and the present situation, and set the anticipated target;the second part introduced function and technique data of the AT89S52, DS18B20、74LS244; The third part in
4、troduced the design of main hardware circuits, including metering circuit, display circuit and power circuit; part four introduced the design of software . Use the C program language which writes and debugs at Keil software environment ,and download to the single-chip computer by combine of computer
5、; The fifth part mainly to designs carries on the debugging experiment, and does to the experimental result summarizes and points out the insufficiency. Key Words：1-wire single-chip computer AT89S52 DS18B20目 录摘 要iAbstractii目 录iii一 绪论- 1 -1. 1 课题背景- 1 -1. 2温度采集技术现状- 1 -1. 3预期目标- 2 -二 器件介绍- 3 -21 DS18
6、B20介绍- 3 -211 测温原理- 3 -212 数据处理- 4 -213 多路测量- 7 -22 单片机AT89S52介绍- 8 -221 内部结构、资源- 8 -222 引脚介绍- 10 -223 机器周期和指令周期- 12 -224 最小系统- 12 -23 74LS244介绍- 13 -三 硬件设计- 14 -31 总体设计- 14 -32 测量电路- 14 -33 显示电路- 15 -34 电源电路设计- 16 -四 软件设计- 17 -41 总体程序设计- 17 -42主要子程序- 19 -421 初始化- 19 -422 写时间隙- 20 -423 读时间隙- 21 -424
7、 多片传感器数据读取- 22 -五 实验及总结- 24 -5.1实验- 24 -5.1.1电源实验- 24 -5.1.2显示实验- 24 -5.1.3 整体实验- 25 -5.1.4实验结果- 25 -5.2不足- 25 -5.3总结- 26 -5.4致谢- 27 -参考文献- 29 -附 录- 30 -1.整体电路图- 30 -2.实物图- 31 -3.MAIN C程序- 32 -中英文翻译- 37 -英文原文- 37 -中文译文：- 45 - 51 - 一 绪论1.1 课题背景在许多行业如染色、制药、农业大棚、温室等生产过程中，都需要对温度进行测量并控制温度的变化。在传统的温度测量方法中，
8、采集速度比较慢，容易受干扰而精度难以保证，而且价格一般比较高。如果可以用很简单的器件来检测现场温度，用很简单的处理电路就显示温度，减少干扰，提高精度，岂不更好！于是本设计就是用常用的价格较低的51系列单片机AT89S52做数据处理芯片，利用2片单总线数字式温度传感器测量现场温度，然后用数码管把温度显示出来，供操作人员对温度进行控制。用单片机跟DS18B20构成的温度采集系统结构简单，抗干扰能力强，精度高。而且单片机硬件资源丰富，系统的可扩展性很强，加串口即可实现与上位机的通信，加485即可实现远程温度检测。并且一台上位机可以接多个单片机，这样就可以进行全方位的温度检测，本设计在实际的工业生产中
9、可以提高温度采集的效率，有很大的实际用途。1.2温度采集技术现状在传统的温度测量系统设计中,往往采用模拟技术进行设计。传感器一般采用热电阻、热电偶等模拟器件，需要额外加补偿电路，安装复杂，成本较高。而且必须经过A/D转换后才可以被微处理器识别和处理。这样就不可避免地遇到诸如引线误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题;而其中某一环节处理不当,就可能造成整个系统性能的下降。随着现代科学技术的飞速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展,微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向近年来，利用智能化数字式温度传感器以实现温度信息的在线检测已成为温度检测技术的一种发展趋势。数
10、字化技术推动了信息化的革命，在传感器的器件结构上采用数字化技术，使信息的采集更加方便。例如，对于温度信号采集系统，传统的模拟温度传感器多为铂电阻、铜电阻等。每一个传输线至少有两根导线，带补偿接法需要三根导线。如果对50路温度信号进行检测，就需要100根导线接到采集端口，然后还要经过电桥电路、信号放大、通道选择、A/D转换等，才能将温度信号供计算机处理。而DS1820新型单总线数字温度传感器，采用3脚(或8脚)封装，从DS1820读出或写入数据仅需要一根IO口线，而且测量精度达到12位，最低精确到小数点后4位有效数字。用这种智能化数字式传感器的优胜显而易见。1.3预期目标（1）系统完成后，可以通
11、过两片DS18B20采集两点的温度数据，由1片常用的51系列单片机AT89S52进行数据处理，并将温度通过数码管显示出来.（2）通过修改软件，可以设定温度的上下限，超出范围时报警。 二 器件介绍2.1 DS18B20介绍2.1.1 测温原理 DS18B20是美国dallas公司生产的单总线数字温度传感器，单总线技术是dallas公司的专利技术，传统传输方式采用数据线供传输数据，脉冲信号线提供脉冲信号，至少要有两根线，而单总线技术使数据跟脉冲使用同一根信号线，从而可以使得硬件结构非常简单,适合应用在对于距离远、节点分布多的场合。DS1820 的温度测量原理: 内部计数器对一个受温度影响的振荡器的
12、脉冲计数,低温时,振荡器的脉冲可以通过门电路。当到达某一设置高温时,振荡器有脉冲无法通过门电路。计数器设置为-55 。同时,计数器的复位在当前的温度值时,电路对振荡器的温度系数进行补偿,计数器重新开始计数到归零。如果门电路仍未关闭则系统将重复上述全部过程。DS1820 的内部结构如图2.1所示,内部温度测量原理电路如图2.2 所示。电源检测 64位ROM与单线 接口 寄存器与逻辑控制暂存寄存器温度传感器高温触发器低温触发器8位CRC发生器CVDDVD1VD2内部I/O 图2.1 内部结构斜率累加器预置减法计数器减至0减法计数器高温度系数振荡器低温度系数振荡器温度寄存器减至0预置计数比较器 图2
13、.2 温度测量原理电路2.1.2 数据处理DSl8B20数字温度计提供9位(二进制)温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DSl8B20或从DSl8B20送出,因此从主机CPU到DSl8B20仅需一条线(和地线)。DSl8B20的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个DSl820在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个DSl8B20可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。DSl820的测量范围从-55到+125增量值为0.5可在ls(典型值)内把温度变换成数字。DS18B20每一个DSl8B20包括一个唯一的64位长的序号，该序号值存放在DS
14、l8B20内部的ROM(只读存贮器)中。开始8位是产品类型编码(DSl8B20编码均为10H)。接着的48位是每个器件唯一的序号。最后8位是前面56位的CRC(循环冗余校验)码。DSl820中还有用于贮存测得的温度值的两个8位存贮器RAM，编号为0号321和1号。1号存贮器存放温度值的符号，如果温度为负()，则1号存贮器8位全为1，否则全为0。0号存贮器用于存放温度值的补码，LSB(最 GND D VCC低位)的“1”表示0.5。将存贮器中的二进制 图2.3 引脚图 数求补用再转换成十进制数并除以2就得到被测温度值(-55125) DSl8B20如图3所示。每只DSl8B20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。采取数据总线供电方式可以节省一根导线，但完成温度测量的时间较长；采取外部供电方式则多用一根导线，但测量速度较快。 a .温度计算 （1）DSl8B
