《智能温度传感器应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能温度传感器应用（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1TM1单片机课程设计温度传感器集成单片温度传感器DS18B20n性能特点 独特的单线接口 通过并联可实现多点组网功能； 无需外部器件 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度报警设置 报警搜索命令识别并标志超过程序限 定温度的器件 负电压特性，电源极性接反时，温度 计不会烧毁2TM2单片机课程设计I/OVDDu64位ROM的位结构如下图所示。DS18B20的内部结构3TM3单片机课程设计前两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字节为配置寄存器，其内 容用于确定温度值的数字
2、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。第6、7、8字节保留未用， 为全逻辑1。第9字节读出前面8个 字节的CRC码，用来检验数据，从 而保证通信数据的正确性。u高速暂存RAM的9字节信息4TM4单片机课程设计TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试 模式。出厂时该位被设置为0，用户不用改动，R1和R0决定温 度转换的精度位数，即用来设置分辨率，定义方法如下：R1R0分辨率/位温度最大转换时间/ms00993.750110187.510113751112750 配置寄存器的字节定义及分辨率的设置规定5TM5单片机课程设计当DS1
3、8B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成 后的温度值以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂 存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据 ，读数据时低位在前，高位在后，数据格式以0.0625 /LSB形 式表示。温度值格式如下：LS字节SSSSSMS字节当符号位S=0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二 进制数转换为十进制数，当符号位S=1时，表示测得的温度 值为负值，要先将补码变成原码，再计算其对应的十进制数 。 转换温度后的数据值格式6TM6单片机课程设计温度/二进制表示十六进制表示 +12500000111 1101000007D0H +85000001
4、01 010100000550H +25.062500000001 100100010191H +10.12500000000 1010001000A2H +0.500000000 000010000008H 000000000 000000000000H -0.511111111 11111000FFF8H -10.12511111111 01011110FF5EH -25.062511111110 01101111FE6FH -5511111100 10010000FC90H DS18B20温度与测得二进制数值对应表7TM7单片机课程设计DS18B20测温原理8TM8单片机课程设计n上图中
5、低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产 生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振的振 荡频率随温度变化明显改变，所产生的信号作为计数器2的 脉冲输入。n计数器1和温度寄存器被预置为55摄氏度时对应的一个基 数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法 计数，当计数器1的计数值减到0时，温度寄存器的值将加1 ，计数器1的预置值将重新被装入，计数器1重新开始对低温 度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直至计数器 2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中 的数值即为所测温度。n斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用 于修正计数器1的预置值。D
6、S18B20测温原理9TM9单片机课程设计DS18B20的主要ROM命令（1）Read ROM33H （2）Match ROM55H（3）Skip ROM 0CCH（4）Seach ROM0F0H（5）Alarm Search0ECH（6）Write Scratchpad 4EH（7）Read Scratchpad0BEH （8）Copy Scratchpad48H （9）Convert T 44H （10）Recall E20B8H （11）Read Power Supply0B4H10TM10单片机课程设计温度数据的计算处理方法 转换完毕的温度数据存放在LS字节和MS字节，MS 字节的低半
7、字节和LS字节的高半字节合成一个字节 ，化成十进制后为温度的整数部分。 LS字节的低半字节化成十进制后，就是温度的小 数部分。 采用1位数码管来显示小数，即精确到0.1度，小 数部分二进制和十进制的近似对应关系如下：小数二 进制值01 234 5 6 7 89A B C D E F十进制 值01 123 3 4 4 566 7 8 8 9 911TM11单片机课程设计DS18B20应用实例数字温度计的设计1、功能要求： 数字温度计要求测温范围在 ，误差在 以内，用LED数码管直读显示。 2、方案论证： 传统的测温元件有热电耦和热电阻，测出的一般是电压，再转 换成对应的温度，需要较多的硬件支持，
8、硬件电路和软件设计 相对复杂，成本也不低。本设计采用美国DALLAS半导体公司推 出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温 范围为 ，分辨率最大可达 。DS18B20可以直 接读出被测温度值，采用3线制与单片机相连，减少了外部硬 件电路，具有低成本和易使用的特点。 12TM12单片机课程设计总体电路结构框图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。DS18B20应用实例数字温度计的设计13TM13单片机课程设计3、系统硬件电路的设计方案之一14TM14单片机课程设计方案二：某实验开发板的部分硬件电路15TM15单片机课程设计3、系统硬件
9、电路的设计数字温度计实调16TM16单片机课程设计系统程序主要包括C程序主函数、DS18B20复位函数、 DS18B20写字节函数、DS18B20读字节函数、温度计算 转换函数和显示函数等。1、主函数 其主要功能是初 始化并负责温度 的读出、处理计 算及显示。温 度测量每2s进行 一次。4、系统程序的设计17TM17单片机课程设计 数组及全局 变量的初始化 定义以及延时 子函数。18TM18单片机课程设计 主函数和扫描显示子函数19TM19单片机课程设计总线t0时刻发送一复位脉冲（最短为480us的低 电平信号），接着在t1时刻释放总线并进入接 收状态，DS18B20在总线的上升沿之后等待15
10、- 60us，然后在t2时刻发出存在脉冲（低电平持 续60-240us），单片机接收到低电平脉冲说明 复位成功，否则需重新进行复位操作。 DS18B20复位时序20TM20单片机课程设计 DS18B20复位函数注：复位函 数必须严格 按照时序图 编写，尤其 应注意延时 时间的准确 性。21TM21单片机课程设计当主机总线t0时刻从高拉至低电平时就产生 写时间间隙。从t0时刻开始15us之内主机应 将所需写的位送到总线上，DS18B20在t0后15 -60us内对总线电平采样。连续写2位的间隙 应大于1us。 DS18B20写0和写1时序DS18B20写0时序DS18B20写1时序22TM22单
11、片机课程设计 DS18B20写字节函数23TM23单片机课程设计主机总线t0时刻从高拉至低电平时，总线只需 保持低电平1-4us，之后在t1时刻将总线拉高 产生读时间隙，读时间隙在t1时刻后t2时刻前 有效，t2距t0 15us，也就是说t2时刻前主机 必须完成读位并在t0后的60-120us内释放总线 。连续读2位的间隙应大于1us。 DS18B20读字节时序24TM24单片机课程设计 DS18B20读字节 时序25TM25单片机课程设计温度数据处 理程序将12 位温度值进 行BCD码转 换运算，并 进行温度值 正负的判定 。 温度计算转换程序流程图26TM26单片机课程设计 温度计算转换程序之读温度函数27TM27单片机课程设计 温度计算转 换程序之温 度数据处理 函数28TM28单片机课程设计5、数字温度 计Proteus仿 真注意仿真电路 去掉上拉电阻!仿真 库里 的数 字温 度传 感器 只能 测量 到整 数！
