课程设计基于数字温度传感器数字温度计的设计WORD档P17Word文档下载推荐.docx
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●无须外部器件；
●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；
●零待机功耗；
●温度以９或１２位数字；
●用户可定义报警设置；
●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；
●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；
DS18B20采用３脚PR－35封装或８脚SOIC封装，其内部结构框图如图2所示。
64位ROM的结构开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后８位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。
温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限。
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的EERAM。
高速暂存RAM的结构为８字节的存储器，结构如图3所示。
头２个字节包含测得的温度信息，第３和第４字节ＴＨ和ＴＬ的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。
第５个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。
DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。
该字节各位的定义如图3所示。
低５位一直为１，ＴＭ是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为０，用户要去改动，R1和Ｒ0决定温度转换的精度位数，来设置分率。
由表1可见，DS18B20温度转换的时间比较长，而且分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。
因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存ＲＡＭ的第６、７、８字节保留未用，表现为全逻辑１。
第９字节读出前面所有８字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。
当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。
转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第１、２字节。
单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB形式表示。
当符号位Ｓ＝０时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；
当符号位Ｓ＝１时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。
表2是一部分温度值对应的二进制温度数据。
DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。
另一种是寄生电源供电方式，如图4所示单片机端口接单线总线，为保证在有DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。
1.2LCD显示模块
1602采用标准的16脚接口，其中:
第1脚：
VSS为地电源
第2脚：
VDD接5V正电源
第3脚：
V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度
第4脚：
RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：
RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
第6脚：
E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：
D0～D7为8位双向数据线。
第15～16脚：
空脚
1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表1所示
液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。
要显示字符时要先输入显示字符地址，，下表是DM-162的内部显示地址.
3软件设计
软件设计的主要任务是完成从DS18B20中读出温度值，并在LCD上显示。
四电路仿真及仿真结果分析：
将设计的电路图用proteus仿真，等到仿真结果如下：
由仿真结果可以看出，本设计的功能可以得到满足，软件硬件设计基本没问题。
五设计方案和测试结果
将此电路接上电源，LCD显示当前室温，当用手按住温度传感器时，可以看到温度逐渐上升，将手放开，温度逐渐下降。
将此电路放在室温中一段时间，其温度基本保持不变，电路工作稳定，符合本次设计的目的。
六作品功能和使用说明
此温度传感器的测试范围是−55℃～125℃，考虑到通用单片机和通用LCD的工作温度的范围大致为0℃～55℃，但是若将此温度传感器单独放到被测物体中，仍可以满足测试要求。
考虑到此作品是为满足一般日常生活要求而设计，为了充分利用单片机和LCD资源，接入一个时钟芯片，可以显示时间，还可完成定时闹钟的功能。
七心得体会
通过这次对数字温度计的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字温度计的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。
而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。
所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
在焊接过程中我曾将温度传感器的电源、地焊反啦，导致温度传感器急剧发热，后经观察和查询资料才得以改正。
从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。
八参考文献
【1】郭天祥51单片机C语言教程【M】北京电子工业出版社2009
【2】毛谦敏单片机原理及应用系统设计【M】国防工业出版社2008
附件
完整源程序
#include"
reg51.h"
1602.h"
18b20.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uchartable[]={"
temperature:
"
};
voidmain（）
{
ucharee,*p=table;
intril（）;
//1602初始化函数
pos（0,0）;
//将数据指针定位到第一行第一列处
while（*p）//显示"
{
senddata（*p）;
p++;
}
while
（1）
pos（1,0）;
//将数据指针定位到第二行第一列
read（）;
//读转换的温度数据
if（flag==1）senddata（'
+'
）;
//温度大于0显示“+”
if（flag==0）senddata（'
-'
//温度小于0显示“-”
for（ee=0;
ee<
8;
ee++）
senddata（disbuf[ee]）;
//将转换后的温度值显示
}
#ifndef_18b20_h_
#define_18b20_h_
sbitDQ=P1^0;
//定义数据端口
ucharx,flag;
ucharh,l,zhen;
uchardisbuf[10]={0};
voiddelay（uchart）;
//延时程序子函数
voidread（）;
//读程序子函数
voidshow（）;
//显示程序子函数
voidwrite18b20（ucharaa）;
//写程序子函数
voiddelay（uchart）//延时函数
for（;
t>
0;
t--）;
ucharinit18b20（）//初始化函数
DQ=1;
//DQ先置高
delay（8）;
//稍延时
DQ=0;
//发送复位脉冲
delay（80）;
//延时（>
480us）
//拉高数据线
delay（5）;
//等待（15~60us）
x=DQ;
//用X的值来判断初始化有没有成功，18B20存在的话X=0，否则X=1
delay（20）;
if（x==1）return1;
elsereturn0;
voidwrite18b20（ucharaa）//写字节
uchari=0;
//数据线从高电平拉至低电平，15us之内将所需写的位送到数据线上，
for（i=8;
i>
i--）//在15~60us之间对数据线进行采样，如果是高电平就写1，低写0发生。
DQ=0;
//在开始另一个写周期前必须有1us以上的高电平恢复期。
DQ=aa&
0x01;
delay（5）;
DQ=1;
aa>
>
=1;
}
delay（4）;
ucharread18b20（）//读字节
{
//每个读周期最短的持续时间为60us，各个读周期之间必须有1us以上的高电平恢复期
uchard=0;
for（i=8;
i--）//一个字节有8位
delay
（1）;
d>
if（DQ）
d|=0x80;
returnd;
voidread（）//读温度
unsignedinthh;
while（init18b20（））;
//初始化
write18b20（0xcc）;
//跳过读序列号的操作
write18b20（0x44）;
//启动温度转换
delay（125）;
//转换需要一点时间，延时
//跳过读序列号的操作
write18b20（0xbe）;
//读温度寄存器（头两个值分别为温度的低位和高位）
l=read18b20（）;
//读出温度的低位LSB
h=read18b20（）;
//读出温度的高位MSB
hh=l;
if（h>
0x7f）
{
flag=0;
//温度小于0
h=~h;
l=~l+1;
elseflag=1;
h=h<
<
4;
l=l>
zhen=h|l;
hh&
=0x0f;
hh*=625;
disbuf[0]=zhen/100+'
0'
;
//将温度值转换，存储以便显示
if（zhen/100==0）{disbuf[0]='
'
disbuf[1]=zhen%100/10+'
disbuf[2]=zhen%10+'
disbuf[3]='
.'
disbuf[4]=hh/1000+'
//小数部分
disbuf[5]=hh/100%10+'
disbuf[6]=0xdf;
disbuf[7]='
c'
#endif
//防止被重定义
#ifndef_l602_h
#define_1602_h
//函数声明
voiddelay（uchara）;
voidsenddata（ucharm）;
voidsendcmd（ucharn）;
voidpos（uchari,ucharj）;
//i=0表示在第一行，i=1表示在第二行
voidintril（）;
//定义通道
sbiten=P2^6;
sbitrw=P2^5;
sbitrs=P2^4;
voiddelayss（uchara）//延时1602显示时必须延时
{uchari,j;
for（i=a;
i--）
for（j=0;
j<
248;
j++）;
voidsenddata（ucharm）//送数据
rw=0;
rs=1;
en=1;
P0=m;
delayss（5）;
en=0;
voidsendcmd（ucharn）//送地址命令
rs=0;
en=1;
P0=n;
delayss（5）;
en=0;
voidpos（uchari,ucharj）//定位是哪一行
if（i）
sendcmd（0xc0+j）;
else
sendcmd（0x80+j）;
voidintril（）
sendcmd（0x38）;
//显示模式设置5*7点
sendcmd（0x0c）;
//开显示光标不显示且不闪烁
sendcmd（0x06）;
//光标地址自动加一
sendcmd（0x01）;
//清屏
#endif
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