数字温度计的设计与实现样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。数字温度计的设计与实现一、实验目的１．了解DS18B20数字式温度传感器的工作原理。２．利用DS18B20数字式温度传感器和微机实验平台实现数字温度计。二、实验内容与要求采用数字式温度传感器为检测器件,进行单点温度检测。用数码管直接显示温度值,微机系统作为数字温度计的控制系统。１．基本要求:(1)检测的温度范围:0℃～100℃,检测分辨率0.5℃。(2)用4位数码管来显示温度值。(3)超过警戒值(自己定义)要报警提示。２．提高要求(1)扩展温度范围。(2)增加检测点的个数,实现多点温度检测。三、设计报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计:原理图(接线图)及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会(包括遇到的问题及解决的方法)四、数字温度传感器DS18B20由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有体积小,接口方便,传输距离远等特点。DS18B20性能特点DS18B20的性能特点:①采用单总线专用技术,既可经过串行口线,也可经过其它I/O口线与微机接口,无须经过其它变换电路,直接输出被测温度值(9位二进制数,含符号位),②测温范围为-55℃-+125℃,测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM,④适配各种单片机或系统机,⑤用户可分别设定各路温度的上、下限,⑥内含寄生电源。DS18B20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,高速暂存器。64位光刻ROM是出厂前被光刻好的,它能够看作是该DS18B20的地址序列号。64位ROM结构图如图2所示。不同的器件地址序列号不同。DS18B20的管脚排列如图1所示。LSBMSB8位检验CRC48位序列号8位工厂代码(10H)图1DS18B20引脚分布图图264位ROM结构图DS18B20高速暂存器共9个存储单元,如表所示:序号寄存器名称作用序号寄存器名称作用0温度低字节以16位补码形式存放4配置寄存器1温度高字节5、6、7保留2TH/用户字节1存放温度上限8CRC3HL/用户字节2存放温度下限以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算:12位转化后得到的12位数据,存储在18B20的两个高低两个8位的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才能得到实际温度。高8位SSSSS262524低8位232221202-12-22-32-4DS18B20控制方法DS18B20有六条控制命令,如表所示:指令约定代码操作说明温度转换44H启动DS18B20进行温度转换读暂存器BEH读暂存器9个字节内容写暂存器4EH将数据写入暂存器的TH、TL字节复制暂存器48H把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中重新调E2RAMB8H把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节读电源供电方式B4H启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPUDS18B20的通信协议DS18B20器件要求采用严格的通信协议,以保证数据的完整性。该协议定义了几种信号类型:复位脉冲,应答脉冲时隙;写0,写1时隙;读0,读1时隙。与DS18B20的通信,是经过操作时隙完成单总线上的数据传输。发送所有的命令和数据时,都是字节的低位在前,高位在后。复位和应答脉冲时隙每个通信周期起始于微控制器发出的复位脉冲,其后紧跟DS18B20发出的应答脉冲,在写时隙期间,主机向DS18B20器件写入数据,而在读时隙期间,主机读入来自DS18B20的数据。在每一个时隙,总线只能传输一