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设计(论文)题目:
基于 DS18B20 的
温度控制系统
目 录
第 1 章 绪论…………………………………………………………………………5
第 2 章 设计任务及方案分析………………………………………………………6
2.1 设计任务及要求……………………………………………………………6
2.2 设计总体方案及方案论证………………………………………………6
2.2.1 系统总体设计………………………………………………………………6
2.2.2 主控制部分…………………………………………………………………6
2.2.3 温度检测部分………………………………………………………………7
第 3 章 芯片功能简介……………………………………………………………8
3 . 1 AT 8 9 S 5 1 的 功 能简 介 … … …… … … … …… … … … …… … … … …… 8
3.1.1 AT89S51 芯片简介…………………………………………………………8
3.1.2 引脚说明……………………………………………………………………8
3.2 DS18B20 的功能简介……………………………………………………11
3.2.1 芯片简介…………………………………………………………………11
3.2.2 DS18B20 外形和内部结构………………………………………………11
3.2.3 DS18B20 与单片机的典型接口设计……………………………………14
第 4 章 系统硬件电路的设计…………………………………………………… 16
4.1 主控制电路和测温控制电路原理图………………………………………16
4.2 上电复位电路………………………………………………………………16
4.3 时钟电路……………………………………………………………………16
扬 州 职 业 大 学 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 2 页 共 3 8 页
4.4 按键电路……………………………………………………………………17
4.5 数码管显示电路……………………………………………………………17
4.6 温度报警电路………………………………………………………………19
第 5 章 系统软件的设计…………………………………………………………20
5.1 主程序流程图 ……………………………………………………………20
5.2 DS18B20 复位检测子程序流程图…………………………………………20
5.3 温度转换子程序图…………………………………………………………21
5.4 写 DS18B20 子程序图……………………………………………………21
5.5 读 DS18B20 子程序图………………………………………………………22
5.6 温度计算子程序图…………………………………………………………23
5.7 显示子程序图………………………………………………………………23
5.8 温度比较报警子程序……………………………………………………24
5.9 按键扫描子程序…………………………………………………………25
第 6 章 调试与仿真………………………………………………………………26
6.1 软件调试仿真……………………………………………………………26
6.2 硬件测试…………………………………………………………………26
结 论… … ………… … ………… … ………… … … ………… … ………… … 27
致 谢……………………………………………………………………………28
参考文献 …………………………………………………………………………29
附 录 A 源程序……………………………………………………………………30
附 录 B 实物图…………………………………………………………………36
附 录 C 原理图…………………………………………………………………37
附 录 D 仿真图…………………………………………………………………38
扬 州 职 业 大 学 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 3 页 共 3 8 页
题目:基于 DS18B20 的温度控制系统
作者:高立元
摘要:本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件,以 DS18B20 为温度
传感器的新型数字温度计。主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。
硬件电路主要包括主控制器,测温控制电路和显示电路等,主控制器采
用单片机 AT89S51,温度传感器采用美国 DALLAS 半导体公司生产的
DS18B20,显示电路采用 4 位共阳极 LED 数码管,通过三极管驱动显示。
测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成,当实际测
量温度值超出预置温度值时,发出报警信号,且发光二极管亮。系统程
序主要包括主程序,测温子程序和显示子程序等。DS18B20 新型单总线
数字温度传感器是 DALLAS 公司生产的单线数字温度传感器, 集温度测量
和 A /D 转换于一体 ,直接输出数字量,具有接口简单、精度高、抗干扰
能力强、工作稳定可靠等特点。
关键词:数码管, AT89S51,DS18B20
扬 州 职 业 大 学 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 4 页 共 3 8 页
第1章 绪论
日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制,在冶金、食品加工、
化工等工业生产过程中,广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等,都要求对
温度进行严格控制。
测量温度的关键是温度传感器,温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向
智能化、网络化的方向发展。在测温电路中,可以使用热敏电阻之类的器件利用其
感温效应,将随被测温度变化的电压或电流采集过来,先进行 A/D 转换,然后用单
片机进行数据的处理,再在显示电路上,将被测温度显示出来。这种设计需要用到
A/D 转换电路,因此感温电路的设计比较复杂。
本数字温度计的设计采用美国 DALLAS 半导体公司推出的一种改进型智能温度
传感器 DS18B20 作为检测元件,其温度值可以直接被读出来,通过核心器件单片机
AT89S51 控制温度的读写和显示,用 LED 数码管显示。测温范围为-55℃~+125
℃,最大分辨率可达 0.0625℃。而且采用单总线与单片机相连,减少了外部的硬件
电路,具有低成本和易使用的特点。
按照系统设计功能的要求,确定系统有 5 个模块组成:主控制器、温度传感器
DS18B20、报警电路、按键预置温度值电路及显示电路。控制器使用 AT89S51,温度
传感器使用 DS18B20,用 4 位共阳极 LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。
综上所述,本设计以智能集成温度传感器 DS18B20 为例,介绍基于 DS18B20 传
感器的数字温度计的设计,该设计适用于人们的日常生活及工农业生产中用于温度
的检测及控制。
扬 州 职 业 大 学 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 5 页 共 3 8 页
第2章 设计任务及方案分析
2.1 设计任务及要求
设计一个基于 DS18B20 的温度控制系统,其可实现的功能为:
(1)用 DS18B20 温度传感自检测温度;
(2)用数码管显示温度,精确到 0.1 摄氏度;
(3)当温度在温度上下限之外时,用声光提示;
(4)温度上下限可设置;
2.2 设计总体方案及方案论证
2.2.1 系统总体设计
系统主要包括单片机模块、温度采集模块、温度显示模块,温度上下限调整模
块和报警模块五部分。系统总体框架如图 2-1 所示。
2.2.2 主控制部分
方案一: 此方案采用 PC 机实现,可在线仿真的功能,这让调试变得方便.但是
PC 机输出信号不能直接与 DS18B20 通信.需要通过 RS232 电平转换兼容,硬件的合
成在线调试,较为繁琐,很不简便.而且在一些环境比较恶劣的场合,PC 机的体积大,
单片机处理模块
温度采集模块
温度显示模块
温度上下限调整模块
图 2-1 系统总体框架
报警模块
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白茶丫
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