基于DS18B20的单片机温度测量系统大学毕业论文英文文献翻译Word文档格式.docx
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翻译日期:
2017.02.14
《单片机原理及应用》
课程设计报告
课题名称:
单片机测温系统设计
分院:
教研室:
电气工程及其自动化
引言
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便是不可否定的,各种数字系统的应用也使人们的生活更加舒适。
数字化控制、智能控制为现代人的工作、生活、科研等方面带来方便。
其中数字温度计就是一个典型的例子。
数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便、测温范围广、测温精确、功能多样话等优点。
其主要用于对测温要求准确度比较高的场所,或科研实验室使用,该设计使用STC89C52单片机作控制器,数字温度传感器DS18B20测量温度,单片机接受传感器输出,经处理用LCD1602液晶实现温度值显示。
一设计要求
1用字符型液晶显示模块LCD1602显示实时室温等数据,如下图所示(仅供参考,可个性化差异设计,如显示姓名等):
2单片机完成对DS18B20的温度数据传输控制,要求显示精确到0.1℃。
二硬件设计
1系统框图如下图:
2温度检测模块
在该模块中,采用DS18B20温度传感器作为温度采集芯片。
DS18B20温度传感器是达拉斯公司生产的一种单总线芯片,它的测温范围为-55℃~+125℃,固有测温分辨率0.5℃,具有使用简单、工作稳定的优点。
可以适用于工业生产、家庭应用等场合。
DS18B20在完成准确的温度变换时,I/O线上必须提供足够的功率,解决这一问题就是在DQ和电源之间加上4.7k的上拉电阻。
3单片机控制模块
由前所述,单片机由于其各种优点,是一种常用的控制器件。
80C51单片机是第三代单片机中的典型代表,在该设计中,单片机作为控制模块,接受来自按键模块、时间模块、温度检测模块的信息,来控制液晶显示模块的显示信息。
41602液晶显示模块
用LCD显示一个字符时比较复杂,因为一个字符由6×
8或8×
8点阵组成,既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节,还要使每字节的不同位为“1”,其它的为“0”,为“1”的点亮,为“0”的不亮。
这样一来就组成某个字符。
但由于内带字符发生器的控制器来说,显示字符就比较简单了,可以让控制器工作在文本方式,根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址,设立光标,在此送上该字符对应的代码即可。
5数据处理
高速暂存存储器由9个字节组成,其分配如表5所示。
当温度转换命令发布后,经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。
单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后。
下表为12位转化后得到的12位数据,存储在18B20的两个8比特的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即可得到实际温度。
例如+125℃的数字输出为07D0H,实际温度=07D0H*0.0625=2000*0.0625=125℃。
例如-55℃的数字输出为FC90H,则应先将11位数据位取反加1得370H(符号位不变,也不作运算),
实际温度=370H*0.0625=880*0.0625=55℃。
可见其中低四位为小数位。
5整体电路如下图:
三软件设计
1主程序模块
主程序流程图如下图:
2读温度值模块
(1)读温度值模块流程图如下图:
(2)DS18B20初始化子程序流程图如下图:
(3)DS18B20写字节和读字节子程序流程图如下图:
DS18B20写字节子程序流程图DS18B20读字节子程序流程图
四测试
可以显示室温,手放到温度传感器上温度升到即可,如下图所示: