基于DS18B20的數字溫度計的設計

電子信息工程論文編號:DZXX261  論文字數:11242,頁數:29

目 錄

摘 要 I
ABSTRACT II
目 錄 IV
第1章 緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 溫度計的應用 1
1.3 溫度計設計的現狀 1
1.4 溫度計未來的發展趨勢 2
第2章 相關知識 3
2.1 單片機技術 3
2.1.1 單片機的概述 3
2.1.2 單片機的應用領域 3
2.1.3 單片機AT89C2051 4
2.2 傳感器技術 4
2.2.1 傳感器概述 4
2.2.2 智能溫度傳感器發展的新趨勢 5
2.2.3 溫度傳感器DS18B20 6
2.3 調試環境 6
第3章 硬件設計 8
3.1 硬件設計方案 8
3.2 各功能模塊介紹 9
3.2.1 主控制模塊 9
3.2.2 測溫模塊 10
3.2.3 DS18B20的測溫過程 11
3.2.4 溫度數據的計算處理方法 12
3.2.5 DS18B20的精確延時問題 13
第4章 軟件的設計和實現 14
4.1 主設計流程 14
4.2 各個軟件模塊的設計 15
4.2.1 溫度數據處理函數 15
4.2.2 DS18B20復位函數 16
4.2.3 DS18B20寫字節函數 17
4.2.4 DS18B20讀字節函數 18
第5章 調試及性能分析 20
5.1 調試 20
5.1.1 硬件調試 20
5.1.2 軟件調試 20
5.2 性能分析 20
第6章 總結 22
致謝 23
參考文獻 24

摘 要

 隨著現代工業的發展，人們的生活水平得到了前所未有的提高。也為人類社會創造了巨大的財富。而現代工業的發展水平的關鍵就是人類對工業控制當中的各種參數的準確的測量和控制，也就要依靠各種各樣的傳感器的發展水平。其中又以溫度的測量為工業生產中的關鍵技術。
 本論文介紹了一種以單片機為主要控制器件，以DS18B20為溫度傳感器的新型數字溫度計。主要包括硬件電路的設計和系統程序的設計。硬件電路主要包括主控制器，測溫電路和顯示電路等，主控制器采用單片機AT89C2051，溫度傳感器采用美國DALLAS半導體公司生產的DS18B20，顯示電路采用4位共陽極LED數碼管以動態掃描法直讀顯示。系統程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數據刷新子程序等。此外，還介紹了系統的調試和性能分析。
 由于采用了改進型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件，與傳統的溫度計相比，該數字溫度計減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點。DS18B20溫度計還可以在高溫報警、遠距離多點測溫控制等方面進行應用開發，具有很好的發展前景。
 
關鍵詞：單片機，主控制器，溫度傳感器，DS18B20，AT89C2051，顯示電路，數字溫度計

ABSTRACT

 Along with modern industry development, people's living standard obtained the unprecedented enhancement. Also has created the huge wealth for the human society. The Key for modern industry level of development
is humanity's accurate survey and the control for each kind of parameter in industry control, and must depend upon the level of development of various sensor. Temperature survey is taken as essential technology in
industrial production.
    The present paper introduced one kind of new digital thermometer which take single-chip as the primary control component, take DS18B20 as the temperature sensor. Mainly includes the hardware circuit design and the system program design. The hardware circuit mainly includes the master control, temperature measured circuit and the display circuit and so on, the master control uses single-chip AT89C2051, the temperature sensor uses DS18B20 which the American DALLAS semiconductor company produces, the display circuit uses numerical code tube with 4 altogether anodes LED and straight to read the display by dynamic scanning method. The system program mainly includes the master routine, the read-out temperature subroutine, the temperature transformation order subroutine, the calculated temperature subroutine; displayed data renovate subroutine and so on. In addition, also introduced the system debugging and the performance analysis.
    Because used the advanced version of intelligence temperature sensor DS18B20 as examination component, compared with the traditional thermometer, this digital thermometer reduced the external hardware electric circuit, and has characteristic which is low cost and easy to use. The DS18B20 thermometer can carry on application development in different aspect: alarm in high temperature, temperature measurement with long-distance range and multi- spots. and it has the very good prospects for development.
Key word: single chip, master control, temperature sensor, DS18B20, AT89C2051, display circuit, digital thermometer