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1、桂林航院电子工程系单片机课程设计与制作说明书设计题目： DS18B20数字温度计的设计专业：通信技术班级：学号：姓名：指导教师：2012年 6月 28日桂林航天工业学院单片机课程设计与制作成绩评定表设计具体要求评分加分内容文献所查阅的文献具有一定的广泛性；优良中差检索有综合归纳资料的能力。调研能独立查阅文献， 收集资料；能制优良中差论证定课程设计方案和日程安排。工作工作态度认真，遵守纪律，出勤情能力况是否良好，能独立完成设计工优良中差态度作。工作工作量饱满，难度适中。优良中差量实物可以实现设计要求的功能。优良中差功能答辩主动回答指导老师提出的问题， 表优良中差 单片机课程设计与制作任务书专业：
2、通信技术学号：2 姓名：一、设计题目： DS18B20数字温度计的设计二、设计要求：1. 要求采集温度精确到 0.1 度。2. 显示测量温度三、设计内容：四、设计成果形式：140002五完成期限： 2010 年月日指导教师：贾磊磊年月日教研室：年月日目录11.1122.122.1.122.1.2DS18B2072.292.2.1.92.2.2.112.2.311133.1.133.219194.1204.2164.316175.117摘要CPU RAM ROM I/O “ ” LED “ ” PID术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少. 随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及
3、企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家，企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。目前，温度控制器产品从模拟、集成温度控制器发展到智能数码温度控制器。智能温控器（数字温控器）是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结合，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种控制器，并且它是在硬件的基础上通过软件来实现控制功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平，现阶段正朝着高精度高质量的方向发展 , 相信以我国的实力，温控技术在不久的将来一定会为于世界前列！一、设计要求：1. 基本要求1) 测量温度范围 -55 1202) 精度 0.1 3) 显示测
4、量温度4) 自动控制温度二、理论设计：温湿度与生产及生活密切相关。像仓库、农田、生产过程，温度变化会影响品质；精密仪器、半导体器件，过温而导致性能降低，另外，人们的生活质量提高，对室内环境的高要求也需要对温度的适时监控，可见，温度传感器的应用范围是很广的。而在日常生活中，温度，尤其是水温的测控尤为重要，婴儿奶瓶，热水壶等等一系列产品对温度测控的需求相当的迫切。虽然市面上已经有许多成品测温仪器，但我们希望，通过自己的努力，能够作出一款功能齐全，制作简单的温度测控仪器。希望能在在精进学识的同时培养我们的动手能力。2.1.1芯片介绍AT89C52是一种低电压、 高性能 CMOS8位微处理器，它自带
5、4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器（ FPEROMFlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory），俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000 次。该器件采用 ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8 位 CPU和闪存存储器组合在单个芯片中，ATMEL的 AT89C52是一种高效微控制器。 AT89C系列单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。它的部分引脚功能介绍如下。AT89C52单片机的外形及引脚排列如上图：2.1.2DS18B20 简介DALLAS最新单
6、线数字温度传感器DS18B20简介新的“一线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20、DS1822“一线总线”数字化温度传感器同 DS1820一样， DS18B20也支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55 C+125C，在-10+85C 范围内 , 精度为 0.5 C。DS1822的精度较差为 2 C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场
7、温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V5.5V 的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。DS18B20、DS1822的特性 DS18B20可以程序设定912 位的分辨率，精度为 0.5 C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。 DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！DS1822与 DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为 2C，适用于对
8、性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。继“一线总线”的早期产品后， DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和 DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。DS18B20中的温度传感器对温度的测量DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以 12 位转化为例 : 用 16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625 /LSB 形式表达，其中 S 为符号位。这是 12 位转化后得到的 12 位数据，存储在 18B20 的两个 8 比特的 RAM中，二进制中的前面 5 位是符号位， 如果测得的温度大于 0，这 5 位为
9、 0，只要将测到的数值乘于 0.0625 即可得到实际温度；如果温度小于 0，这 5 位为 1，测到的数值需要取反加 1 再乘于 0.0625 即可得到实际温度。DS18B20的内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64 位光刻 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH和 TL、配置寄存器。 DS18B20的管脚排列如下 :DQ为数字信号输入 / 输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。1)64 位的 ROM光刻 ROM中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的， 它可以看作是该 DS18B20的地址序列码。64 位光刻 ROM的排列是：开
10、始 8 位（ 28H）是产品类型标号，接着的 48 位是该 DS18B20 自身的序列号， 最后 8 位是前面 56 位的循环冗余校验码 （CRC=X8+X5+X4+1）。光刻 ROM 的作用是使每一个 DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。2) DS18B20温度传感器的存储器DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的 E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、 TL 和结构寄存器。暂存存储器包含了8 个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位， 第二个字节是温度的高八位。
11、第三个和第四个字节是TH、TL 的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。DS18B20的时序由于 DS18B20采用的是单总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对89C51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。由于 DS18B20是在一根 I/O 线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。 DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时
12、序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。 而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。DS18B20的复位时序DS18B20的读时序对于 DS18B20的读时序分为读 0 时序和读 1 时序两个过程。对于 DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后， 在 15 秒之内就得释放单总线， 以让 DS18B20把数据传输到单总线上。 DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要 60us 才能完成。DS18B20的写时序对于 DS18B20的写时序仍然分为写 0 时序和写 1 时序两个过程。对于 DS18B20 写 0 时序和写 1 时序的要求不同，当要写 0 时序时，单总线要被拉低至少 60us，保证DS18B20能够在 15us 到 45us 之间能够正确地采样 IO 总线上的“ 0”电平，当要写 1 时序时，单总线被拉低之后，在 15us
