测控系统原理与设计课程设计温度检测系统

1、测控系统原理与设计课程设计报告课题：温度检测系统类xxxxxxxxxx学号xxxxxxxxx学生姓名XXXXX指导教师XXXXXXXX淮阴工业学院电子电气工程学院2010年12月一、概要1.1前言传统的温度检测以热敏电阻为温度传感器。 热敏电阻的成本虽然低，但需要后续的信号处理电路，可靠性相对差，测温精度低，检测系统也存在一定程度的误差。 这里设计的数字温度计具有读取方便、温度测量范围宽、温度测量准确、数字显示、应用范围宽等特点。 本设计以STC89C52型单片机为主控制器件，DS18B20为测温传感器，用LED数字管实现了温度显示。 用DS18B20直接读取测定温度值，进行数据转换，该设备的

2、物理化学性能稳定，线性好，0100时最大的线性偏差不到0.01。 该设备可以直接将数字信号传送到单片机，便于单片机的处理和控制。 另外，该温度计可以直接使用测温元件来测量温度，使数据的传输和处理变得简单。1.2基本功能和参数(1)系统基本功能a .实现温度的实时测量和显示。b .可以手动设定监视温度范围的上限和下限。c .可以超过温度监视范围进行声光警报或进行规定的操作。(2)参数a. DS18B20的温度测量范围为-55C 125C，-10C 85C的范围内，精度为0.5Cb .表示温度值正确为0.1C，监视温度正确为1Cc .精度误差小于0.5。二、设计要求本设计的温度测量报警系统以STC

3、89C52单片机为核心部件，增加了温度采集电路、键盘和显示电路、超限报警等电路。 使用数字温度芯片DS18B20测量温度，并且将输出信号全部数字化。 由数字温度计DS18B20和STC89C52的单片机构成的温度测定装置直接输出温度的数字信号。 通过STC89S52芯片控制温度传感器DS18B20的实时温度检测和显示，可以快速测量环境温度，根据需要设定上下限温度。 系统框图如图1所示。时钟振荡电路STC89C52复位电路电源电路LED警报显示LED代码显示蜂鸣器警报键盘调节控制模块DS18B20温度传感器图1 DS18B20温度测温系统框图三、硬件电路整体设计3.1单片机最小系统设计3.1.1

4、电源电路图2电源电路3.1.2振荡电路和复位电路水晶振子采用了12MHZ。 复位电路通过上电复位按钮进行复位。图3振荡电路图4的复位电路3.2 DS18B20和单片机的接口电路图5 DS18B20和单片机的接口电路3.3独立键盘电路图6独立键盘电路3.4警报模块图7警报电路3.5数字码管显示模块显示电路采用4位的共阴极LED数字管，P0端口通过上拉电阻提高驱动能力，作为段输出驱动数字管。 P2端口的后4位为数字码管的位选择端。 用动态扫描来显示。图8数字软线管显示电路3.6 proteus模拟图图9 proteus模拟图3.7 DS18B20简单介绍DS18B20的性能特性如下独特的单线接口方

5、式，DS18B20在与微处理器连接时，可以通过一条端口线进行微处理器与DS18B20的双向通信DS18B20支持多点网络功能，将多个DS18B20并联连接在唯一的三线上，可以实现网络的多点测温DS18B20在使用中不需要外围设备，所有的传感器元件和转换电路都集成在像晶体管一样的集成电路中适应电压范围宽，电压范围为3.05.5V，可以通过寄生电源方式从数据线供电温度范围-55 125，精度为-10 85，为0.5待机功率为零可编程分辨率为912位，对应的分辨率温度分别为0.5、0.25、0.125、0.0625，可以进行高精度测温如果9位分辨率最大以93.75ms将温度转换为数字，12位分辨率最

6、大以750ms将温度值转换为数字，则速度会更快用户可以定义警报设定识别警报检索指令超过程序限定温度(温度警报条件)的设备，设置标志测量结果可以直接输出数字温度信号，在通过“单线总线”串行传输到CPU的同时，还可以传输CRC校验码，具有非常强的纠错能力负电压特性、电源极性相反时，温度计不会因发热而烧损，但不能正常工作DS18B20的内部结构主要由64位的照片ROM、温度传感器、非易失性温度警报触发TH和TL、配置寄存器构成。 DS18B20的管脚排列、各种封装形式如图11所示，DQ是数据输入输出管脚。 开放单总线接口端子。 用于寄生电源时，也可以给设备供电GND是接地信号VDD是可以选择的VDD

7、端子。 在寄生电源下工作时，该引脚必须接地。图10的外装形态四、软件流程框图系统程序主要有主程序、读取温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序、键扫描处理子程序、显示数据子程序等。4.1主程序的流程图初始化读取温度是否按SET键读出温度值的温度计算处理显示数据更新发出温度转换开始命令ny调用显示子程序。设定警报温度主程序的主要功能是，负责温度的实时显示、DS18B20测量的当前温度值的读出、处理，每1s进行温度测量。 由此，能够每秒测定一次被测定温度，其顺序如图11所示。图11主程序的流程图4.2读出温度子程序读出温度的子程序的主要功能是通过读出RAM的9字节，在读出时进行CRC检查，在

8、发生检查错误时不改写温度数据。 图12示出了其流程图。4.3温度转换指令子程序温度转换指令子程序主要是温度转换开始指令，在采用了12位分辨率的情况下，转换时间约为750ms，在本程序设计中，采用1s显示程序延迟法等待转换的完成。 温度转换命令子程序的流程图如图13所示。y发出DS18B20复位命令跳过ROM命令发出读取温度指令读取动作、CRC检查9字节结束吗？CRC检查正确吗？ 你确定吗？移动到温度寄存器结束。nny发出DS18B20复位命令跳过ROM命令发出温度变换开始命令结束。图13温度转换流程图图12读取温度流程图4.4计算温度的子程序计算温度的子程序将取入RAM中的值进行BCD码的转换

9、运算，进行温度值的正负判定，其流程图示于图14。开始。气温在零下？温度值去除补数，设置“1”标志计算小数点以下的温度BCD值计算整数位温度BCD值结束。做“0”标志ny图14温度计算流程图4.5键扫描处理子例程键以扫描查询方式设定标志位，标志位为1时显示设定温度，其他情况下显示当前温度。按SET键按ADD键按下DEC键显示切换标志位是否为“0”调用显示子程序。警报温度加1警报温度减1ynynyn图15键扫描处理例程4.6源程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit ds=P20；sbit dula=P26

10、；sbit wela=P27；sbit beep=P21；sbit SET1=P22； /定义上限显示调整键sbit DEC=P23； /定义增加减少键sbit ADD=P24； /定义增加减少键sbit SET2=P25； /定义下限显示调整键英特腾；浮动f _ temp；int warn_l1=50；int warn_l2=0；int warn_h1=300；int warn_h2=1000；我是小朋友，我是小朋友，我是小朋友。请参见ucharcodetable=fc0x3f，0x 06，0x5b，0x4f0 x 66，0 x6d，0x7d，0x070x7f，0x6f，0xff，0 x 8

11、6，0 x db，0xff，0 x e 6，0 xd，0xfd，0x870xff，0xff，0x40void delay(int z )举止PS、PS；for(a=0； a z； a )for(b=0； b 120； b )；以下void显示(uchar num，uchar dat )举止uchar i；dula=0；wela=0；wela=1；i=0x00；I=I|(0x 01 ) )P0=i；wela=0；dula=1；p0=table；dula=0；P0=0xff；dula=0；延迟(3)以下void dis_temp(int t )举止uchar i；i=t/100；显示(1，I )i

12、=t0/10；显示(2，i 10 )i=t0；显示(3，I )延迟(5)以下ds18b 20，ds18b 20，ds18b 20，ds18b 20，ds18b 20，ds18b 20，ds18b 20，ds18b 20void ds_reset ()举止PS；ds=0；i=103；while(i0)i-；ds=1；i=4；while(i0)i-；以下uchar temp_readbit(void )举止uint i；比特比特；ds=0；I；ds=1；I； I； I；dat=ds；i=8； while(i0)i-；返回(dat )以下uchar temp_read(void )举止uchar i

13、、j、dat；dat=0；for(i=0； i 8； PS )举止j=temp_readbit ()；dat=(j 7)|(dat 1)以下返回(dat )以下void temp_write(uchar dat )举止uint i；uchar j；比特测试；for(j=1； j=8； j )举止testb=dat0x01；dat=dat 1；PS (PS )举止ds=0；I； I； I；ds=1；i=8； while(i0)i-；以下else举止ds=0；i=8； while(i0)i-；ds=1；I； I；以下以下以下void temp_change(void )举止ds_reset ()；延迟(1)temp_write(0xcc )temp_write(0x44 )以下uint get_temp ()举止uchar a、b；EA=0；ds_reset ()；延迟(1)temp_write(0xcc )temp_write(0xbe )a=temp_read ()；b=temp_read ()；临时=b；温度=8；时间=时间| a；f_temp=temp * 0.0625；temp=f_temp*10 0.5；f_temp=f_temp 0.05；返回暂停；以下定时器初始化/定时器初始化