温度传感器电路报告

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单位：电子大赛实验室

姓名：黄军方 王士恒 孙瑞海

日期：2007-8-10

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目录

1.系统设计…………………………………………………………x 1.1设计要求…………………………………………………………x 1.2总体设计方案……………………………………………………x 1.2.1设计思路………………………………………………………x 1.2.2方案论证与比较……………………………………………x 1.2.3系统组成…………………………………………………x 2.单元电路设计…………………………………………………x 3.软件设计………………………………………………………x 4.系统测试……………………………………………………x 4.1测试使用的仪器…………………………………………………X 4.2指标测试和测试结果………………………………………………X 5.结束语……………………………………………………………x 参考文献……………………………………………………x 附录1 元器件明细表……………………………………………x 附录2 程序清单……………………………………………………x 附录3 印制板图………………………………………………………x 附录4 系统使用说明…………………………………………………x

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1.2.2方案论证与比较

1.温度传感器电路的设计方案论证与选择 方案一：

方案二：采用单总线的连接方式,用数字温度计集成电路DS18S20来实现测温电路的设计。DS18S20具有硬件连接简单，温度测量范围大，精度高的优点。而且可以实现多个测温点的级连，应用范围较广，易于系统的扩展。

方案三： 综上所述，

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2.单元电路设计

2.1温度传感器电路的设计

DS18S20是美国Dallas公司生产的单总线数字温度传感器。它可以把温度信号直接转换成串行数字信号供单片机处理，采用单线接口，仅需一根口线与MCU相连，无需外围元件；测温范围为-55～125 ℃，精度为0.5℃（-10～85℃范围内）；9位温度读数；温度转换时间最长为750 ms；而且用户可自设定温度报警上下限，其值是非易失性的；报警搜索命令可识别哪片DS18S20超温度界限。DS18S20的内部结构如图2-1所示。

图2-1 DS18S20内部结构图

DS18S20主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器（内含便笺式RAM）、用于存储用户设定的温度上下限值TH和TL的触发器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码（CRC）发生器8部分。

DS18S20既可以采用寄生供电，也可以采用外部5 V电源供电，本电路的设计采用的是外部5 V电源供电。其电路的接口原

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理图如图2-2所示。

DS18S20的测温原理是：内部计数器对一个受温度影响的振荡器计数。温度表示值应为9位，高位为符号位，但因符号位扩展成高8位，故以16位补码形式读出，温度与数字量的关系如表2-1所列。

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3.软件设计

3.1温度传感器电路的软件设计

在电路的工作中89C51首先发复位DS18S20的负脉冲，接着收DS18S20的回应脉冲，这时89C51再发ROM命令（33H），最后发此存储和控制命令。主机操作ROM的命令有5种，如表8－3所列。

64位激光ROM的结构如下：

开始8位是产品类型编号（DS18S20为10H）；接着是每个器件的惟一序号，共有48位；最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18S20可以采用一线的原因。

DS18S20存储控制命令共有6种，如表8－4所列。DS18S20的存储器由便笺式RAM和非易失性电擦写EERAM组成，后者用于存储TH和TL值。数据先写入RAM，经校验后再传给EERAM。便笺式RAM占9字节，包括温度信息（第1、2字节）、TH、TL值（第3、4字节）、计数寄存器（第7、8字节）、CRC（第9字节）等，第5、6字节不用。

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根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右，后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。其程序的流程图如图3-1所示。程序详见附录2。

图3-1 程序流程框图

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附录2 程序清单

;************************************************************** ;这是关于DS18B20的读写程序,数据脚P2.0,晶振12MHZ

;温度传感器18B20汇编程序,采用器件默认的12位转化,最大转化时间750微秒 ;可以将检测到的温度直接显示到启点开发板板的两个数码管上 ;显示温度00到99度,很准确哦~~无需校正!

;*************************************************************** ORG 0000H ;单片机内存分配申明!

TEMPER_L EQU 29H;用于保存读出温度的低8位 TEMPER_H EQU 28H;用于保存读出温度的高8位 FLAG1 EQU 38H;是否检测到DS18B20标志位 a_bit equ 20h ;数码管个位数存放内存位置 b_bit equ 21h ;数码管十位数存放内存位置 D18B20 BIT P2.0

MAIN: LCALL GET_TEMPER;调用读温度子程序

;进行温度显示,这里我们考虑用网站提供的两位数码管来显示温度 ;显示范围00到99度,显示精度为1度

;因为12位转化时每一位的精度为0.0625度,我们不要求显示小数所以可以抛弃29H的低4位

;将28H中的低4位移入29H中的高4位,这样获得一个新字节,这个字节就是实际测量获得的温度

;这个转化温度的方法可是我想出来的哦~~非常简洁无需乘于0.0625系数 MOV A,29H

MOV C,40H;将28H中的最低位移入C RRC A

MOV C,41H RRC A

MOV C,42H RRC A

MOV C,43H RRC A

MOV 29H,A

LCALL DISPLAY;调用数码管显示子程序 CPL P1.0 AJMP MAIN

; 这是DS18B20复位初始化子程序

INIT_1820:SETB D18B20 NOP

CLR D18B20

;主机发出延时537微秒的复位低脉冲 MOV R1,#3

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TSR1: MOV R0,#107 DJNZ R0,$ DJNZ R1,TSR1

SETB D18B20;然后拉高数据线 NOP NOP NOP

MOV R0,#25H

TSR2: JNB D18B20,TSR3;等待DS18B20回应 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延时

TSR3: SETB FLAG1 ; 置标志位,表示DS1820存在 CLR P0.0;检查到DS18B20就点亮P1.7LED LJMP TSR5

TSR4: CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在 CLR P0.1 LJMP TSR7 TSR5: MOV R0,#117

TSR6: DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间 TSR7: SETB D18B20 RET

;********* 读出转换后的温度值****************** GET_TEMPER:SETB D18B20

LCALL INIT_1820;先复位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 CLR P0.2

RET ; 判断DS1820是否存 …… 此处隐藏：3093字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……