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1、河南科技学院 HENANKEJIXUEYUAN毕 业 论 文（设 计）中文题目:基于单片机的DS18B20温度传感器测温系统设计英文题目:A Design of the DS18B20 Temperature Test System Based on MCU 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。姓 名牛鸿昌刘东学 号201018033305专业班级应用电子技术指导教师赵小静提交日期2013年 5 月 20 日 教务处制47 / 52基于单片机的DS18B20温度传感器测温系统设计姓名：* 班级：*指导老师：* 职称：*(惠州学院电子科学系，广东，惠州，516007)摘要随着社会的进步和工业技术的发展，人们越
2、来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时有温度传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时作出决定。在这样的形式下，开发一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。本课题以AT89C52单片机系统为核心，能对多点温度进行实时巡检。DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松的组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验，介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连
3、接及软件编程，并给出了软件流程图。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。关键词：DS18B20 多点测温 单片机 LCD1602 AbstractAs the industry and the society developing, the temperature becomes more and more important and a lot of products are sensitive to temperature. However, temperaturemeasuring apparatus in the market now only can check and measure the te
4、mperature of one point, at the same time, the temperature information is not real time and the precision is low. It takes a great of troubles for the industry-controllers to make decision .In this situation, design and implement one applicable system which can watch measure and control the temperatu
5、re and the measuring results is real time and the precision is great is more essential. In order to meeting this application, this paper talk about The Multiple-Points temperature Measuring System.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。This system based on single chip computer, can inspect and control multiple temperatures in
6、real time.As a kind of high-accuracy digital net temperature sensor，DS18 B20 can be used building a sensor net easily. It can also make the net simple and reliable with its special 1-wire interface .This paper introduces the application of DS18B20 with single chip processor.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。Key words：DS18
7、B20 Multi-point temperature MCU LCD1602謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。目录摘要I厦礴恳蹒骈時盡继價骚。AbstractII茕桢广鳓鯡选块网羈泪。第一章绪论1鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1.1 课题背景1籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1.2 本课题研究意义2預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。1.3 本课题的任务2渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.4 系统整体目标3铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。第二章方案论证比较与选择3擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.1 引言3贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.2 方案设计3坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.3 方案的比较与选择4蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。第三章硬件设计4買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。3.1
8、STC89C52单片机简介4綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。3.2 DS18B20介绍8驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3.3 系统电路设计16猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3.4 显示电路设计17锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。3.5 按键电路设计17構氽頑黉碩饨荠龈话骛。3.6 三点测温电路18輒峄陽檉簖疖網儂號泶。第四章软件设计18尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。4.1软件开发工具的选择18识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。4.2 系统软件设计的一般原则19凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。4.3 系统软件设计的一般步骤20恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。4.4 三路测温软件实现20鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。第五章误差分析25硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。5.1 误差产生25阌擻
9、輳嬪諫迁择楨秘騖。5.2 降低误差方法25氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。5.3 挂接DS18B20个数论证26釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。第六章调试与小结26怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。致谢28谚辞調担鈧谄动禪泻類。参考文献29嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。附录30熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。第一章 绪论1.1 课题背景在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。温度对于工业如此重要，
10、由此推进了温度传感器的发展。传感器主要大体经过了三个发展阶段：模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等；模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器，典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还
11、包含了A/D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别；智能温度传感器。能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、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、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)；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
12、度也取决于软件的开发水平。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。温度传感器的发展趋势。进入21世纪后，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、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。传感器在温度测控系统中的应用。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。目前市场主要存在单点和多点两种温度测量仪表。对于单点温测仪表，主要采用传统的模拟集成温度传感器，其中又以热电阻、热电偶等传感器的测量精度高，测量范围大，而得到了普遍的应用。此种产品测温范围大都在-200800之间，分辨率12位，最小分辨温度在0.0010.01之间。自带LED显示模块，显示4位到16位不等。有的仪表还具有存储功能，
13、可存储几百到几千组数据。该类仪表可很好的满足单个用户单点测量的需要。多点温度测量仪表，相对与单点的测量精度有一定的差距，虽然实现了多路温度的测控，但价格昂贵。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。针对目前市场的现状，本课题提出了一种可满足要求、可扩展的并且性价比高的单片机多路测温系统。1.2 本课题研究意义随着科学技术的不断进步与发展，温度控制在工业控制、电子测温计、医疗仪器、家用电器等各种温度控制系统中广泛应用，且由过去的单点测量向多测量发展。目前温度传感器有模拟和数字两类传感器，为了克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和AD转换器的弊端，大多数多点测温控制系统采用数字传感器，并大大方便了系统的设
14、计。比较有代表性的数字温度传感器有DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635、SMT160-30等。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。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，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。美国Dallas半导体公司推出的数字温度传感器DS18B20，具有独特的单总线接口，仅需要占用一个通用I/0端口即可完成与微处理器的通信；在-10+
15、85温度范围内具有05精度；用户可编程设定912位的分辨率。以上特性使得DS18B20非常适用于构建高精度、多点温度测量系统。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。1.3 本课题的任务本课题主要是实现对温度进行多点同时测量并准确显示。整个系统由单片机控制，要能够接收DS18B20温度传感器的数据并显示出来，可以从键盘输入命令，系统根据命令，选择对应的传感器，并由LCD1602进行温度实时显示。设计一种合理、可行的单片机监控软件，完成多点测量和显示的任务，并编写硬件底层驱动程序。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。1.4 系统整体目标利用STC89C52单片机设计一个能够对不同环境多点温度同时进行测量的系统。该系统能够同时对多个点的温度进行测量采集，通过LCD1602进行实时显示。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。第二章 方案论证比较与选择2.1 引言温度测量的方案有很多种，可以采用传统的分立式传感器、模拟集成传感器以及新兴的智能型传感器。对于控制系统可以采用计算机、单片机等。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。2.2 方案设计2.2.1 方案一方案一DS18B20一对一连接方案，就是一个I/O口连接一个DS18B2
