基于C51,DS18B20温度计毕业设计.doc

1、桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）前 言单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样性，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。电子温度计的出现，给人类的生活带来了很多方便，使人类不管是在生活还是在工业方面都有了很多便利之处。但是电子温度计主要应用还是在生产过程、实验室及研究所。电子温度计本身可由电源提供电压，用温度传感器检测温度，因此电子温度计属温度系统。控制理论从经典理论、现代理论已经发展到更 的控制理论，控制系统也由 单的控制系统、 系统发展到 天的 系统。本文 论的电子温度计温度控制系统单片机提

2、温度 过单片机 电 由 电 出来。在日生活及各种生产中，经要用到温度的检测及控制，传统的测温有currency1电和currency1电“。而currency1电和currency1电“测出的都是电压， fi fl应的温度， 要多的 。” 电 制 本高。而传统的温度计也有应度、 、测 度不高、 等而面利用 温度传感器 设计 制了 于 的 管的 温度计，电 单， ， 于实现。中温度传感器 ， 温度测、 fi于 ，测范围 ， 是 有单 的器。 由 的温度测单 ，便于带、 。同 ， 的出 ，可 单片机 ， fi，控制 单。 1桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文） 设计方 1.1 系统的设计原则

3、系统的设计 含 全性（稳定抗干扰性），操的便利性（人性），实 性， 用性和经济性。（ ） 全可靠 首 要选用高性能的 单片机，保证在恶劣的工业环境能正运行。次是设计可靠的控制方 ， 有各种 全保护措施，”报警、事故预测、事故处理和不间断电源等。（ ）操维护方便操方便表现在操 单、 观形象和便于掌握且不强求操工要掌握计算机知识才能操。（）实 性强选用高性能的 单片机的实 性，表现在 和 事能及 地响应， 做出相应的处理。（ ） 用性好 系统设计 应考虑能适应不同的设备和各种不同设备和各种不同控制fl象，采用木式 ，按照控制要求灵活 系统。主要表现在两个方面是板设计采用标准 （”P ），配置各种

4、用的 板，便扩充功能 ，只 增加功能 板就能实现二是 功能 或控制算法采用标准 ，用户使用 不 要二次开发，只 各种功能 ，灵活地 行控制系统 态。（ ）经济效益高 . 系统的设计步骤（ ）系统 方 设计、（ ）方 论证评审 和 的分别细 设计 和 的分别 系统的 （）离 仿真和阶段 2桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）1.3 系体的总体方案设计和框图设计（ ）系统的主要功能、技术指标、 理性方框及文 说明。（ ）系统的 几配置，主要 的功能、 几框图。（）保证性能指标要求的技术措施。（ ）抗干扰性和可靠性设计。（ ）工艺要求温度 管。节温度的超于 %。 实现温度闭环控制，控制温度范围

5、. 。温度范围 。供电电压交流 。 方 方 考虑到用温度传感器，在单片机电 设计中， 多都是使用传感器，所这是非容 想到的，所可使用currency1敏电“之类的器利用感温效应，感温电 ， 行 fi，才可满足设计要求。方 二由于本设计是测温电 ，首 要选用高性能的 单片机，保证在恶劣的工业环境能正运行。单片机 有低电压供电和 等特，四个端口只 要两个口就能满足电 系统的设计 要，很适合便手式产品的设计使用系统可用二节电池供电。测温传感器使用二 管 电压 的 3桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）来 温度的 ，在 随 测温度 的电压或电流采过来， 行fi ，就可用单片机 行 的处理，在电 ，

6、就可 测温度出来。从 两种方 ，很容 出，采用方 二，电 单， 设计也单，故采用了方 二。考虑到方 中制 温度计，在单片机电 设计中， 多都是使用传感器，这是非容 想到的，所可采用只温度传感器 ，此传感器，可很容 测温度 ， 行 fi，就可满足设计要求。温度计电 设计 设计方框图”图 所，控制器采用单片机 ，温度传感器采用 ，用 管 口传 实现温度。图1.1 总体设计方框图 4主 控 制 器LED温 度 传 感器单片机 报警按 桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）第二章 硬件设计2.1主要器件说明. . 主控制器 单片机 有低电压供电和 等特，四个端口只 要两个口就能满足电 系统的设计 要

7、，很适合便手式产品的设计使用系统可用二节电池供电。”图 . 所。（ ）主要特性容 节可 程 器 环保 间 全 态工 程 器定 可 程 currency1 两个 定 器 计 器个中断源 可 程 行 “低功的置和电 式片 器和 电 （ ）管fi说明fl 供电电压。 地。P 口P 口 个 开 currency1口， fi可 电流。P 口的管fi次 ，定” 高“ 。P 能用于 程 器， 可 定” 地的 。在 程 ，P 口 口， 行校验 ， 5图 2.1桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）P 出 ，此 P 高。P 口P 口是个 提供 电“的 currency1口，P 口器能 出 电流。P 口管fi

8、， 高，可用 ，P 口 低电 ， 出电流，这是由于 的故。在 程和校验 ，P 口 地 。 P 口P 口 个 电“的 currency1口，P 口器可 ，出 个 电流，P 口 ，管fi 电“高，且 。 因此 ，P 口的管fi 低， 出电流。这是由于的故。P 口用于 程 器或 地 器 行，P 口 出地的高 。在给出地 ， 利用 ，fl 地 器 行 ，P 口 出特功能 器的 容。P 口在 程和校验 高 地和控制。P口P口管fi是 个带 电“的 currency1口，可 出 个电流。P口 ， 高电， 用 。 ，由于 低电，P口 出电流（ ）这是由于 的故。P口也可 的特功能口，”表所口管fi 备选功能

9、P. （ 行 口）P. （ 行 出口）P. （ 中断 ）P. （ 中断 ）P. （ 器 ）P. （ 器 ）P. （ 器 选 ）P. （ 器选 ）P口同 程和 程校验 控制。 。 器 器 ，要保 fi两个机器 的高电 间。Pcurrency1 器 ，地 的 出电用于 地的地节。在 程 间，此 fi用于 程 。在 ， 端不 的出正 ，此 器 的 。因此 可用fl 出的 或用于定 的。 而要 的是 用 器 ， 过个 。”想 的 出可在 地 置 。此 ， 只有在 行 currency1fl， currency1fl 指 是 才 用。， fi 高。” 处理器在 行 态 ，置 效。P 程 器的选 。在由

10、程 器 指 间， 个机器 两次 P 有效。但在 器 ，这两次有效的 P 不出现。flPP 保低电 ， 在此 间 程 器（ ），不管是 有 程 器。 加 方式 ， 定 端保高电 ，此间 程 器。在 程 间，此 fi也用于施加 fl 程电源（flPP）。 器的 及 工电 的 。 来 器的 出。 6桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）. . 器电 采用 管，利用 态 方式，从P 口 出段 ，P 口的P . 、P .、P . 出 。（ ） 有 和 两种，这 发二 管的正 到 （是 个 加个 ）而 个 fi， 管。”图 . 、 .所图 2.2图2.3. . 温度传感器温度传感器是采用 生产的 可 温

11、度传感器芯片，经焊 ，加不锈钢保护管封 而 ， 有耐磨耐碰， ，使用方便，封 形式多样，适用于各种狭空间设备 测温和控制领域, 且可根 实际要求 过 单的 程实现 的 方式。:技术性能 述 独特的单 口方式， 在 处理器 仅 要条口 即可实现处理器 的 讯,在使用中不 要任何围。 测温范围 ，固有测温分辨 . 。 多 功能，多个 可 联在唯的 ，实现多测温。 工电源: fl 测 方式 行传 。 不锈钢保护管 径 适用于 , , , 各种介质工业管“和狭空间设备测温应用范围 产品适用于冷冻库，粮仓， 罐，电讯机房，电力机房，电缆 槽等测温和控制领域 轴瓦，缸 ，纺机，空，等狭空间工业设备测温和控

12、制。 汽车空、冰箱、冷柜、及中低温干燥箱等。 供currency1 制冷管“currency1计，中央空分户currency1能计和工业领域测温和控制 . 的性能特”独特的单 口仅 要个端口 fi 行 多个 可 联在惟的 ，实现多 功能 器 7桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）可 过 供电，电压范围 . . fl零待机功温度 或 用户可定”报警设置报警搜索 识别 标志超过程限定温度（温度报警条）的器负电压特性，电源 性 ，温度计不会因发currency1而烧毁，但不能正工采用fiP 封 或 fi currency1 封 ， 框图”图 . 所。图2.4 DS18B20内部结构主要由四 分

13、刻currency1 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 和 、配置 器。的管fi排列”图 . 所: 图2.5温度传感器的 器还 括个高暂 和个非 失性 8I/OC currency1 单口高器 控制逻辑温度传感器高温触发器TH低温触发器TL配置 器 发生器Vdd桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）的可电 除的 。高暂 的 节的 器， ”图 .所。头 个 节 含测得的温度息，和 节 和 的拷贝，是 失的， 次 电 刷新。 个 节， 配置 器， 的 容用于确定温度 的 fi分辨 。 工 器中的分辨 fi 相应 度的温度 。 节各 的定”图 . 所。低 ， 是工 式 ，用于设置 在工 式还是

14、在测 式， 出厂 设置 ，用户要去改 ， 和 决定温度 fi的 度 ，来设置分辨 。由表2.1可见， 温度 fi的 间长，而且分辨 越高，所 要的温度 fi 间越长。因此，在实际应用中要 分辨 和 fi 间权衡考虑表2.1 DS18B20温度转换时间表 分辨 温度最 fi 间 . . 高暂 的、 、 节保 未用，表现 全逻辑 。 节出前面所有 节的 ，可用来检验 ，从而保证 的正确性。 到温度 fi ，开始启 fi。 fi完 的温度 就 带符扩展的二 制补 形式 在高暂 器的 、 节。单片机可 过单 口出 ， 低 在 ，高 在 ， 格式 . 式表。符 ，表测得的温度 正 ，可 二 制 fi 十

15、 制符 ，表测得的温度 负 ，要 补 ，计算十 制 。表 是 分温度 fl应的二 制温度 。完 温度 fi ，就测得的温度 中的 、 节 容。若 或 ， 器 的报警标志 置 ， fl主机发出的报警搜索 做出响应。因此，可用多只 同 测温度 行报警搜索。在 currency1 的最高有效 节中 有 环冗余检验 （ ）。主机currency1 的前 来计算 ， 和 的 ，判断主机到的currency1 是 正确。，由于 单 功能是分 完 的， 有严格的 隙概念，因此 很重要。系统fl 的各种操按协议 行。操协议 初使 （发 ）发currency1 功能 发 器操 处理 。分别说明”初始 单 的所有

16、处理均从初始 开始。初始 过程是主机 过 从机的 芯片发个有 间 度要求的初始 实现的。初始 才可 行 操。 currency1 操 主机检测到 的 在 便可发出currency1 操之 这 表 . 表2.2 ROM操作命令指 代 9桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）ead currency1 currency1 a currency1 配currency1 currency1 过currency1 ea currency1 搜索currency1 a ea 警搜索 器操 ”表 .表2.3 存储器操作命令指 代 e a ad 暂 器 ead a ad 暂 器 a ad 制暂 器 e e e a e 温度 fi e a Pcurrency1 重新出 ead P e 电源 主机使用 间隙 e 来 的 和 的初始 图2.7 初始化时序 10