室内温度系统设计.doc

《专业综合实习》报告设计题目：室内温度设计专业：电气工程及自动化班级：（三）班姓名：温强杨涛于兴国王兼姜黎黎指导教师：高飞目录1课程设计目的…………………………………………………12课程设计目的和规定…………………………………………13课程设计报告内容……………………………………………14总结和体会……………………………………………………81课程设计目的综合运用所学过的知识进行室内温度系统设计，并进行实物的焊接以实现设计的规定。2课程设计题目和规定课程设计题目：室内温度系统设计。课程设计规定：测量范围-55℃-125℃；精度误差小于1℃；LED数码直读显示。3课程设计报告内容3.1室内温度系统设计方案论证进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计规定。3.2总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。单片机单片机复位时钟振荡温度传感器LED显示图1总体设计方框图3.3主控制器单片机AT89S52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用三节电池供电。3.4温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改善型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际规定通过简朴的编程实现９～１２位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：1）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；2）多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；3）无须外部器件；4）可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；5）零待机功耗；6）温度以９或１２位数字；7）用户可定义报警设立；8）报警搜索命令辨认并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；9）负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。如图2DS18B20采用３脚PR－35封装或８脚SOIC封装，其外部形状及管脚如图2所示。图中①GND为地，②DQ为数据输入/输出端，该引脚为漏极开路输出，常态下成高电平，③可选用的VDD引脚，不用时应接地。SOIC封装的NC为空引脚。①②③VDDGNDDQVDDDQGNDNCNCNCNCNC12348765DS18B20图2DS18B20的两种封装管脚图其内部结构框图如图3所示。C64位ROM和单线接口高速缓存存储器与控制逻辑温度传感器高温触发器TH低温触发器TL配置寄存器8位CRC发生器VDD内部VDDDQ图3DS18B20内部结构64位ROM的结构开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后８位是前面56位的CRC检查码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的因素。温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还涉及一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为８字节的存储器，结构如图3所示。头２个字节包含测得的温度信息，第３和第４字节ＴＨ和ＴＬ的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第５个字节，为配置寄存器，它的内容用于拟定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图4所示。低５位一直为１，ＴＭ是工作模式位，用于设立DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该被设立为０，用户要去改动，R1和Ｒ0决定温度转换的精度位数，来设立分辨率。温度LSB温度MSBTH用户字节1TL用户字节2配置寄存器保存保存保存CRC图4DS18B20字节定义由表1可见，DS18B20温度转换的时间比较长，并且分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存ＲＡＭ的第６、７、８字节保存未用，表现为全逻辑１。第９字节读出前面所有８字节的CRC码，可用来检查数据，从而保证通信数据的对的性。当DS18B20接受到温度转换命令后，开始启动转换。转换完毕后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第１、２字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB形式表达。当符号位Ｓ＝０时，表达测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位Ｓ＝１时，表达测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。表2是一部分温度值相应的二进制温