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基于AT89C51单片机的实时温度测量系统的设计
班级:测控091班
2012/12/22 星期六
基于AT89C51单片机的实时温度测量系统的设计
一、设计目的
1、更加深入地熟悉单片机内部的结构以及各部分工作过程。
2、熟悉单片机的系统开发方法与步骤。
3、熟悉Protuse仿真和Keil编程的使用。
4、了解DS18B20的工作方式和过程。
设计工具
Protuse仿真软件,Keil编程软件
数字温度传感器DS18B20
DS18B20数字温度传感器是美国Dallas半导体公司生产的总线式智能数字温度传感器。
功能和特点:
独特的单线接口方式,它将地址线、数据线、控制线合为一根,在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
测温范围-55℃~+125℃,℃。
支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现多点测温。
工作电源:3~5V/DC
在使用中不需要任何外围元件。
测量结果以9~12位数字量方式串行传送。
用户可自设定非易失性的报警上下限值,报警搜索命令可以识别哪片DS18B20温度超限。
序号
名称
引脚功能描述
1
GND
地信号。
2
DQ
数据输入/输出引脚。
3
VDD
可选择的VDD引脚。一般接3V-5V
8、DS18B20的应用电路DS18B20测温系统具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。下面就是DS18B20几个不同应用方式下的测温电路图:
、DS18B20寄生电源供电方式电路图如下面图4所示,在寄生电源供电方式下,DS18B20从单线信号线上汲取能量
独特的寄生电源方式有三个好处:
1)进行远距离测温时,无需本地电源
2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM
3)电路更加简洁,仅用一根I/O口实现测温
图4
要想使DS18B20进行精确的温度转换,I/O线必须保证在温度转换期间提供足够的能量,,会造成无法转换温度或温度误差极大。因此,图
4电路只适应于单一温度传感器测温情况下使用,不适宜采用电池供电系统,必须保证在5V。
图5
、DS18B20寄生电源强上拉供电方式电路图改进的寄生电源供电方式如下面图5所示,为了使DS18B20在动态转换周期中获得足够的电流供应,当进行温度转换或拷贝到 E2存储器操作时,用MOSFET把I/就可提供足够的电流,在发出任何涉及到拷贝到E2存储器或启动温度转换的指令后,必须在最多10μS内把I/O线转换到强上拉状态。在强上拉方式下可以解决电流供应不走的问题,因此也适合于多点测温应用,缺点就是要多占用一根I/O口线进行强上拉切换。
注意:在图4和图5寄生电源供电方式中,DS18B20的VDD引脚必须接地
、DS18B20的外部电源供电方式
图6 外部供电方式单点测温电路
在外部电源供电方式下,DS18B20工作电源由VDD引脚接入,此时I/O线不需要强上拉,不存在电源电流不足的问题,可以保证转换精度,同时在总线上理论可以挂接任意多DS18B20传感器,组成多点测温系统。注意:在外部供电的方式下,DS18B20的GND引脚不能悬空,否则不能转换温度,读取的温度总是85℃。
、DS28B20芯片 ROM指令表:
Read ROM(读ROM)[33H]
这个命令允许总线控制器读到DS18B20的64位ROM。只有当总线上只存在一个 DS18B20的时候才可以使用此指令,如果挂接不只一个,当通信时将会发生数据冲突。
Match ROM(指定匹配芯片)[55H]
这个指令后面紧跟着由控制器发出了64位序列号,当总线上有多只 DS18B20时,只有与控制发出的序列号相同的芯片才可以做出反应,其它芯片将等待下一次复位。这条指令适应单芯片和多芯片挂接。
Skip ROM(跳跃ROM指令)[CCH]
这条指令使芯片不对ROM编码做出反应,在单总线的情况之下,为了节省时间则可以选用此指令。如果在多芯片挂接时使用此指令将会出现数据冲突,导致错误出现。
Search ROM(搜索芯片)[F0H]
在芯片初始化后,搜索指令允许总线上挂接多芯片时用排除法识别所有器件的64位ROM。
Alarm Search (报警芯片搜索)[ECH]
在多芯片挂接的情况下,报警芯片搜索指令只对附合温度高于TH或小于 TL 报警条件的芯片做出反应。只要芯片不掉电,报警状态将被保持,直到再一次测得温度达不到报警条件为止。
、DS28B20芯片存储器操作指令表:
Write Scratchpad (向