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1、基于基于 DS18B20DS18B20 和和 6 6 脚脚 PICPIC 单片机的低成本数字温度计单片机的低成本数字温度计pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。科技信息 科教前沿 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2009 年第 31 期基于 DS18B20 和 6 脚 PIC 单片机的 低成本数字温度计董善许 唐文强 （桂林理工大学理学院 广西 桂林541004）【摘 要】本文阐述了基于数字温度传感器 DS18B20 和 6 脚 PIC 单片机 PIC10F206 的低成本的数字温度计的实现方案，并 给 出
2、了 相 应 的 电路原理图。 【关键词】DS18B20 ；PIC10F206 ；数字温度计Low Cost digital thermometer based on DS18B20 and 6 Pin PIC Mcu DONG Shan-xu TANG Wen-qiang (Science College Guilin University of Technology ，Guilin Guangxi ， 541004, China) 【Abstract 】Low cost digital thermometer scheme based on DS18B20 and 6 Pin PIC mcu
3、 PIC10F206 was introduced in this paper.The schematic was given in the paper as well. 【Key words 】DS18B20 ；PIC10F206 ；Digital thermometer0 引言温度的测量方法有很多种， 日常的测温通常使用水银温度计，酒 精温度计；工业中 的 测 温 普 遍 基 于 热 电 式 传 感 器 ，如 热 电 偶 、热 电 阻 、 半导体热敏电阻、集成温度传感器。不论基于何种原理，温度计可分为 模拟温度计和数字温度计两大类。 数字温度计是将温度传感器的输出 利用 A/D 变换器进行
4、数字量 化 并 数 显 的 温 度 计 ，它 的 读 数 直 观 ，方 便 处理。针对物理实验中温度测量的需要，本文论述了一种低成本的数字 温度计的实现方案。1 系统硬件设计数字温度计的系统结构框图如图 1 所 示 。 采 用 DALLAS 公 司 ( 现 已 被 MAXIM 公 司 收 购 ) 推 出 的 数 字 温 度 传 感 器 DS18B20 进 行 测 量 温 度 ，选 择 Microchip 公 司 的 低 成 本 的 6 脚 PIC 单 片 机 PIC10F206 作 为 控 制 器，并使用 4 个共阳 LED 数码管显示温度。 1.1 数字温度传感器 DS18B20 图 1 系
5、统结构框图 DS18B20 基 于 1-Wire 总 线 技 术 ，具 有 节省 I/O 口资源、 结构简单、 成本低、 便于总线扩展 和 维 护 的 优 点 。 DS18B20 具有 3 引脚 TO-92 小 体 积 封 装 形 式 ，温 度 测 量 范 围 为 -55 到 +125 , 提 供 了 12 位 的 A/D 转 换 分 辨 率 （ 温 度 分 辨 能 力 达 0.0625 ） ，满足实验室对温度测量的要求。 DS18B20 的方框图如图 2 所示。部振荡器，因此省去了外部复位电路和晶振 ，降低了系统成本和功耗， 增强了可靠性。 图 3 为其引脚图。 由于本温度计只需要实现数字显
6、示温度 ，所以选用 PIC10F206 作 为控制器。 1.3 温度的显示和数码管的驱动 由于只需要显示到 0.1 ，故采用 4 个 LED 数码管即可。如图 4 所 示。 鉴于 PIC10F206 只有 4 个 I/O 引脚，所以外扩 SN74HC164 以灌电 流的方式驱动共阳的 LED 数码管，实现静态显示。 由于 DIG4 只需显 示“- ”和 “1 ”两 种 字 符 ，DIG3 和 DIG1 的 小 数 点 不 需 要 显 示 ，所 以 只 要 3 片 SN74HC164 就 足 以 驱 动 所 需 要的显示 。 为 了 方 便 布 线 ，同 时 为 了降低成本，3.3V 电源经两个
7、二 极 管串联降压后给数码管供电。 这就 省去了 24 个 限 流 电 阻 ，方 便 布 线 ， 减小了 PCB 板的面积。 图 4 温度显示面板 1.4 系统的电源电路 因 为 DS18B20 的 工 作 电 压 为 3.0-5.0V ，而 PIC10F206 的工作电压范围为 2.0-5.0V ，为了适应较宽的 供电电压范围，系统使用了一片低压差的稳压芯片 SPX1117-3.3 将电 压稳压成 3.3V 后供电。 这样外接 4.8-12V 的直流电压的情况下 温 度 计仍然能正常工作。 1.5 温度传感器的密封处理 考虑到实际应用中需要测量液体的温度， 如水的温度， 因此 DS18B20
8、 的三根引线经热缩管套住后，灌入环氧树脂进行防水处理。 1.6 温度计的电路原理图如图 5 所示。图 2DS18B20 的方框图1.2 低成本的 6 脚 PIC 单片机 PIC10F206 PIC10F206 是 Microchip 公司推出的低成本、8 位、 全静态和基于 闪存的 6 引脚单片机，它具有 512 字的 FLASH 和 24 字节的 SRAM, 主 要应用在价格敏感的领域。 它采用 RISC 架构，只有 33 条 12 位宽的指令。 高度对称的指令使其代码 压缩效率比其他同类型 8 位 单 片 机 高 出 一 倍 。 PIC10F206 具有看门狗定时器 WDT 、上电 复 位
9、 电 路 （POR ） 和 器 件 复 位 定时器（DRT ）以及 4MHz 的 内图 3PIC10F206 引脚图图 5数字温度计电路原理图409科技信息 科教前沿 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2009 年第 31 期2 系统软件设计 2.1 DS18B20 总线时序 1-Wire 总 线 技 术 使 DS18B20 与 单 片 机 的 硬 件 连 接 非 常 简 单 ，但是，对驱动程序的时序要求则颇为严格。 其工作时序信号包括：复位和 应答脉冲、写时隙、读时隙。 2.1.1 复位和应答脉冲 单片机把总线拉低并持续至少 480us ， 然后释放总线。 延时
10、 1560us 后接收 DS18B20 的应答脉冲，若收到应答脉冲，再延时 480us 。 这 样，初始化就完成了。 2.1.2 写时隙 写时隙包括：写 1 时隙和写 0 时隙。 写 1 时隙：单片机把总线拉低 2us ，然后释放总线并延时 60us 。写 0 时隙：片机把总线拉低 60us ，然后 释放总线并延时 2us 。 2.1.3 读时隙 典型的读时隙过程耗时约 60us ：单片机把 先 总 线 拉 低 2us ，接 着 ， 释放总线并延时 12us ，然后读取总线的电平，最后再延时 45us 。 2.2 数字温度计的程序流程图 有些 情 况 下 可 能 需 要 用 电 池 供 电 ，
11、为 此 ，本 数 字 温 度 计 设 置 了 两 种工作模式：常规模式和键控显示模式。 上电的同时若按下按键，温度 计就进入键控显示模式，否则进入常规模式。 常规模式下，温度实时显 示，但功耗较大，工作电流约 50mA 。键控显示模式下，仅当按键被按下 后才显示温 度 ，持 续 5 秒 钟 后 只 显 示 小 数 点 ，随 后 小 数 点 闪 烁 以 提 示 用户当前模式为键控显示模式。 这样就极大地减小了平均工作电流， 电流最小约 10mA ，为常规模式的 1/5 。 本温度计只有一个 DS18B20 ，不用执行 ROM 匹配，节省了大量时 间，提高了速度。 由于 DS18B20 引线较长，
12、因此需要对 读 出 的 数 据 进 行 CRC 校验，以保证温度的正确。 因此需读出所有 9 字节的数据（第 9 字节为 CRC 检验字节） 并执行校验。 程序的流程图如图 6 和图 7 所 示。图 6系统流程图图 7获取当前温度流程图可直接输出数字量，不需要额外的 A/D 变换器，与单片机接口容易，加 上 其 内 部 12 位 的 分 辨 率 （温 度 分 辨 率 0.0625 ） ，因 此 可 以 选 择 廉 价 的 单 片 机 PIC10F206 与 其 一 起 组 成 低 成 本 的 数 字 温 度 计 同 时 也 能 够 满足了物理实验中温度测量的要求。 科【参考文献】1Maxim
13、公司 .DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer. 2Microchip 公司 .PIC10F200/202/204/206 数据手册（DS41239D_CN ）. 3于 永 学 ，葛 建 .1-Wire 总 线 数 字 温 度 传 感 器 DS18B20 及 其 应 用 J. 电 子 产 品 世界，2003 ，12/ 下半月：80-82.3 结束语 DS18B20 是 目 前 广 泛 使 用 的 单 总 线 温 度 传 感 器 。 由 于 DS18B20责任编辑：王静（上接第 494 页）生产力的发展，当生产力发展
14、到 一 定 程 度 时 ，就 要 变 革生产关系。 在这一规律的作用下，人类社会从原始社会、奴隶社会、 封建社会、资本主义社会发展到社会主义社会。 这是人类社会发展的 必然趋势和规律，从而使大学生更进一步坚定对共产主义的信仰。 3.2 有助于大学生树立正确的世界观、人生观和价值观 马克思主义世界观，即辩证唯物主义和历史唯物主义相统一是无 产阶级及其政党的世界观。 是唯一正确的世界观。 我们党把这一科学 的世界观同中国的具体实践的结合，形成了有中国特色的“实事求是” 的思想路线，即“一切从实际出发，理论联系实际，实事求是，在实践中 检验真理和发展真理” 。 这是科学、正确的世界观最具体、最生动、
15、最集 中的表现。 马克思主义人生观是唯一正确的人生观 ， “为人民服务”是 马克思主义人生观的精辟概括，也是它的核心、灵魂和基本特征。 无产 阶级及其政党的 价 值 观 是 国 家 和 人 民 利 益 高 于 个 人 利 益 的 集 体 主 义 价值观。 大学阶段是人处于世界观、人生观和价值观形成的重要时期， 我们加强对大学生进行中国特色社会主义共同理想教育 ，只有让他们 真正理解了这些内容 ，才 能 帮 助 他 们 树 立 正 确 的 世 界 观 、人 生 观 和 价 值观。 3.3 有助于在大学生中形成共同精神支柱和精神动力 理想 作 为 一 种 社 会 意 识 ， 是 人 们 对 客 观
16、 现 实 发 展 趋 势 的 超 前 反 映，即人们在认识客观规律基础上给自己构成的未来美好蓝图 。 因此， 理想不是人们主观的 臆 造 ，不 是 空 想 或 幻 想 ，而 是 经 过 努 力 可 能 实 现 的符合科学的目标。 崇高的理想和科学信念具有巨大的精神力量 ，是 人生的奋斗目标、前进动力和精神支柱。不同时代的人理想不一样。 不 同的人，由于众多的原因，会形成各不相同的理想信念 ，这是客观存在的。 党中央提出在全体公民中加强“四信”教育 树立对马克思主义 的信仰，对科学社会主义的信念，对建设有中国特色社会主义的信心， 对党和政府的信任。 加强对大学生中国特色社会主义共同理想教育 ， 尽可能地统一这个群体的思想基础，有助于在大学生中形成共同的精 神支柱和精神动力，使 之 团 结 奋 进 ，积 极 投 身 中 国 社 会 主 义 现 代 化 建 设伟大事业中。3.4 有助于大学生正确认识共同理想与最高理想的关系 通过加强对大学生中国特色社会主义共同理想教育， 可以让他们 认识到共同理想与最高理想是辩证统一的关系，具有内在的一
