課程設計(溫度采集系統(tǒng))

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1、06電子《電子技術》課程的課程設計設計內容：用單片機、溫度傳感器等器件實現(xiàn)溫度采集設計安排：1.硬件設計。介紹單片機、溫度傳感器、顯示電路等相關原理與知識；2.軟件設計。3.用PROTEUS軟件對硬件系統(tǒng)進行仿真；4.兩人一組做實物。溫度采集系統(tǒng)的仿真效果圖電路元器件名稱數(shù)量備注時鐘振蕩電路晶振12MHz130pF電容2控制器STC89C52RC單片機1單片機底座1顯示電路0.56寸4位共陽紅色數(shù)碼管5461BS1A09-102J排阻1k1采集電路DS18B20溫度傳感器1供電電路USB接口1萬用板PCB板10cm*10cm1復位電路10uF電容18.2k?電阻1

2、溫度采集系統(tǒng)的元器件清單相關知識點的介紹：一.溫度傳感器DS18B201-wireBus(單總線)數(shù)字溫度傳感器芯片DS18B20是美國Datlas半導體公司（現(xiàn)已并入MAXIM公司）于20世紀90年代新推出的一種串行總線技術。該技術只需要一根信號線（將計算機的地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為一根信號線）便可完成串行通信。單根信號線，既傳輸時鐘，又傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，在信號線上可掛上許多測控對象，電源也由這根信號線供給，所以在單片機的低速（約100kbps以下的速率）測控系統(tǒng)中，使用單根總線技術可以簡化線路結構，減少硬件開銷。NC：空引腳，懸空不用。VDD：

3、可選電源腳，電源電壓范圍3～5.5V，當器件工作在寄生電源時，此引腳必須接地。DQ（4腳）：數(shù)據(jù)輸入／輸出腳。漏極開路，常態(tài)下高電平。GND:電源地1.三種封裝：（1）采用3引腳TO-92的封裝形式（2）采用6引腳TSOC封裝形式（3）采用8引腳SOIC封裝形式DQVDDC2.DS18B20內部結構圖:DS18B20主要有4個數(shù)據(jù)部分：64位ROM溫度傳感器高速緩存器配置寄存器（1）.64位ROM。64位ROM是由廠家用激光刻錄一個64位二進制ROM代碼，是該芯片的序列號，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（10H）是產品

4、分類標號；接著的48位序列號是一個大于281×10的十進制數(shù)編碼；最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20的ROM代碼都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。1264位ROM的結構(2).溫度傳感器。溫度傳感器是DS18B20的核心部分，該功能部件可完成對溫度的測量。通過軟件編程可將－55～＋125oC范圍內的溫度值按9位、10位、12位的轉換精度進行量化，以上的轉換精度都包括一個符號位，因此對應的溫度量化值分別為0.5oC、0.125oC、0.0625oC，即最高轉換精度為0.0625oC。以1

5、2位轉化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位。DS18B20溫度值格式表（高5位為符號位，低12位為二進制數(shù)值位）（DS18B20出廠時被設置為12位）轉換后得到的12位二進制數(shù)據(jù)，存儲在DS18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位。如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1（即求補）再乘于0.0625即可得到實際溫度。例如：+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625℃的數(shù)字輸出為019

6、1H，-25.0625℃的數(shù)字輸出為FF6FH，-55℃的數(shù)字輸出為FC90H。DS18B20溫度數(shù)據(jù)表(3).高速緩存器DS18B20溫度傳感器的內部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度TH、低溫度觸發(fā)器TL和配置寄存器中的信息。高速暫存器RAM是一個連續(xù)8字節(jié)的存儲器，前兩個字節(jié)是測得的溫度信息，第1個字節(jié)的內容是溫度的低8位，第2個字節(jié)是溫度的高8位。第3個和第4個字節(jié)是高溫觸發(fā)器TH、低溫觸發(fā)器TL的易失性復制，第5個字節(jié)是配置寄存器的易失性復制，以上字節(jié)的內容在每一次上電復位時被刷新。第6、7、8個字節(jié)用于暫

7、時保留為1。R1R0分辨率溫度最大轉換時間009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms溫度值分辨率設置表(4).配置寄存器配置寄存器結構TMR1R011111低五位一直都是1，TM是測試模式位（出廠時該位被設置為0，用戶不必改動），用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設置分辨率。3.DS18B20的測溫原理低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小,用于產生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變,所產生的信號作為計

8、數(shù)器2的脈