电子体温计设计.docx

1、电子体温计设计传感器课程设计报告（一）小组组员分工表2（二）元器件清单2（三）内容与要求 31）设计内容 3 2）设计要求3 （四）传感器工作原理 3（五）系统框图6（六）电路设计原理6（七）设计中的问题与解决方法8（八）设计总结8（九）参考文献8（十）附录 9（一）小组组员分工表 （二）元器件清单器件名称型号件数单片机芯片STC89C521LCD显示屏RT-1602C1温度传感器DS18B201电阻器RJ14-1K1RJ14-4701RJ14-4.7K2电容器瓷片30pF2瓷片0.1uF3晶振11.0592MHZ1单片机底座1按钮开关1电源5V1（三）内容与要求1）设计内容 温度测量通常可以

2、使用两种方式来实现：一种是用热敏电阻之类的器件，由于感温效应，热敏电阻的阻值能够随温度发生变化，当热敏电阻接入电路，则流过它的电流或器两端的电压就会随温度发生相应的变化，再将随温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，发送到单片机进行数据处理，通过显示电路，就可以将被测温度显示出来。这种设计需要A/D转换电路，其测温电路比较麻烦。第二种方法是用温度传感器芯片。温度传感器芯片能把温度信号转换成数字信号，直接发给单片机，转换够通过显示电路显示即可。这种方法电路结构简单，设计方便，而且使用广泛。 2）设计要求1）掌握传感器的工作原理与相应的辅助电路设计方法。 2）独立设计原理图与相应的硬件电路

3、。 3）设计说明书格式规范，层次合理，重点突出。并附上详细的原理图。（四）传感器工作原理 DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。 DS18B20测温原理如图3所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振 随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在55所对应的一个基数值。计数器1对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预

4、置将重新被装入，计数器1重 新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即 为所测温度。图3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。图3：DS18B20测温原理框图DS18B20有4个主要的数据部件：（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位 （28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM

5、的作用 是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 （2）DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以 0.0625/LSB形式表达，其中S为符号位。表1: DS18B20温度值格式表这是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

6、07D0H，+25.0625的数字输出为0191H，-25.0625的数字输出为FE6FH，-55的数字输出为FC90H 。表2: DS18B20温度数据表（3）DS18B20温度传感器的存储器 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL和结构寄存器。 （4）配置寄存器 该字节各位的意义如下：表3：配置寄存器结构TMR1R011111低五位一直都是1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用 户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如

7、下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位） 表4：温度分辨率设置表R1R0分辨率温度最大转换时间009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms（五）系统框图 温度传感器芯片DS18B20把温度信号转换成数字信号，直接发给单片机，单片机进行数据处理，通过显示电路，把被测温度显示出来（六）电路设计原理 1、单片机最小系统 单片机使用的型号为：STC89C52 晶振为11.0592MHZ 2、温度传感器芯片与LCD显示电路 温度传感器芯片为：DS18B20 LCD型号为:RT-1602（七）设计中的问题与解决方法 1、最初设计中所需的温度传感器芯片由于性

8、价比不合适，更换为DS18B20芯片； 2、测试时发现LCD会显示乱码，经检查电路中存在焊接不稳定的问题，改善后消除乱码。（八）设计总结 本次传感器课程设计，大家通过查阅电子体温计的相关文献资料，对电子温度计以与数字显示温度计等相关知识有了详细的了解。感受到传感器在测控方面的作用。另外，通过此次实践，明白到关于实际应用系统的设计不能照抄课本理论，例如测温的器件很多，而热敏电阻等在实际应用中很少，广泛使用的是模块化的传感器芯片，因此以后的设计应该在实用性、效益行方面多加考虑。（九）参考文献1 徐科军.传感器与检测技术（第二版）.北京：电子工业出版社20102 谢维成，杨加国.单片机原理与应用与C51程序设计.北京：清华大学出版社2010（十）附录 1、总体电路图