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DS18B20和AT89C2051的家用溫度測量器設計

作者: 時(shí)間:2013-03-22 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

(1)工作原理

的讀寫(xiě)時(shí)序和測溫原理與DS1820相同,只是得到的值的位數不同,且轉換的延時(shí)時(shí)間由2s減為750ms。測溫原理如圖5所示。其中,低系數晶振的振蕩頻率受溫度影響很小,用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數器1。高溫度系數晶振的振蕩頻率隨溫度變化改變明顯,所產(chǎn)生的信號作為計數器2的脈沖輸人。計數器1和溫度寄存器被預置在-55℃所對應的—個(gè)基數值。計數器1對低溫度系數晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數,當計數器1的預置值減到0日寸,溫度寄存器的值將加1,計數器1將重新被裝人預置,并重新開(kāi)始對低溫度系數晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數。如此循環(huán),直到計數器2計數到OH寸停止溫度寄存器值的累加。此時(shí),溫度寄存器中的數值即為所測溫度。圖5中的斜率累加器用于補償和修正測溫過(guò)程中的非線(xiàn)性,其輸出用于修正計數器1的預置值。

DS18B20測溫原理圖

圖5 DS18B20測溫原理圖

(2)DS18B20的主要特性

1)適應電壓范圍3.0V~5.5V,在寄生電源方式下可由數據線(xiàn)供電。

2)DS18B20與微處理器之間僅需要—條口線(xiàn)即可雙向通訊。

3)支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能,多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯—的三線(xiàn)上,實(shí)現組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。

4)不需要任何外圍元件,全部傳感元件及轉換電路集成在外形如一只三極管的電路內。

5)測溫范圍-55℃~+125℃,在-lO℃~+85℃時(shí)精度為±0.5℃。

6)可編程的分辨率為9位~12位,對應的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可實(shí)現高精度測溫。

7)在9位分辨率時(shí),最多93.75ms便可把溫度轉換為數字,12位分辨率時(shí)最多750ms便可把溫度值轉換為數字。

8)直接輸出數字溫度信號,以一線(xiàn)總線(xiàn)串行傳送給CPU,同時(shí)可傳送CRC校驗碼,具有極強的抗干擾糾錯能力。

9)電源極性接反時(shí),芯片不會(huì )因發(fā)熱而燒毀,但不能正常工作。

DS18B20遵循單總線(xiàn)協(xié)議,每次測溫時(shí)必須有初始化、傳送ROM命令、傳送RAM命令、數據交換等4個(gè)過(guò)程。

3、單片機

采用單片機作為主控元件(參見(jiàn)圖2)。

4、數碼管顯示

采用四位共陽(yáng)數碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示,溫度顯示保留到小數點(diǎn)后一位。編程時(shí),利用P3.2~P3.5作為數碼管動(dòng)態(tài)顯示的位選端,Pl.0~Pl.7作為數碼管動(dòng)態(tài)顯示的段選位。當P3.2輸出高電平時(shí)選中“1”號數碼管,P3.3輸出高電平時(shí)選中“2”號數碼管,以此類(lèi)推。在電路中,P3.2~P3.5外接4只NPN三極管作為驅動(dòng)。Pl.0~Pl.7外接8只電阻限流。

三、參考程序

采用單片機C語(yǔ)言進(jìn)行編程,限于篇幅,其參考程序此處不一一列出。

四、制作與調試

調試較為簡(jiǎn)單,只要安裝、焊接正確,程序編寫(xiě)準確完整,一般較為容易實(shí)現功能。

調試好的實(shí)物如圖6所示。

實(shí)物圖

圖6 實(shí)物圖

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