毕业论文-连续可调开关稳压电源

毕业论文连续可调开关稳压电源姓名张指导教师肖专业应用电子技术班级电子2014年10月23日目录摘要2引言21连续可调开关稳压电源的内容及意义311连续可调开关稳压电源的意义312国内外发展状况313研究方法314连续可调开关稳压电源的内容42方案论证与比较521输出电压控制模块522显示模块523主控芯片模块53系统硬件电路设计631STC89C51简介632STC89C51主要功能和性能参数633STC89C51单片机引脚说明734STC89C51单片机最小系统835STC89C51中断技术概述94连续可调开关稳压电源电源电路模块1041整流滤波电路1042输出电压控制电路的设计1043AD转换与显示电路的设计1144DS18B20测温电路13441DS18B20的特点及内部构造13442引脚功能介绍14443DS18B20的工作原理15444DS18B20的工作时序1645继电器驱动电路185系统软件程序设计851程序设计、流程图852DS18B20子程序流程图853数码管显示子程序流程图96系统的调试与测试结果1061系统的软件调试1062系统的硬件调试1063测试结果10结论10参考文献12致谢13附录一系统仿真图15附录二程序16连续可调开关稳压电源摘要本作品采用LM2576ADJ作为调整输出电压的主控器件，通过调整滑动变阻器来改变输出电压。同时利用AD0832来实现A/D转换和向数码管提供显示信息。本系统主要有整流滤波模块、输出电压控制模块（LM2576）、AD转换模块AD0832、单片机、DS18B20测温模块、数码管显示模块所组成，从而构成一个完整的数显可调稳压电源。该作品具有功耗低，输出电压稳定等优点关键字LM2576，输出电压，单片机，数码管引言在当代科技与经济高速发展的过程中，电源起到关键性的作用。电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，因此电源的数字化控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数控直流稳压电源就是一个很好的典型例子，人们对它的要求也越来越高,要想为现代人工作、科研，生活、提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化，智能化方向发展。对我们学生而言，在大学的实验室里和课程设计里面，有一个稳定可调的直流电源是很有必要的。因传统的直流稳压电源输出电压是通过粗调波段开关及细调电位器来调节的，并由电压表指示电压值的大小。这种直流稳压电源存在读数不直观、电位器易磨损、稳压精度不高、不易调准、电路构成复杂、体积大等缺点，而基于单片机控制的数字式可调稳压电源能较好地解决了以上问题。本题采用单片机和其它元器件及外围电路，开发一个数字式可调稳压电源。能够设定输出电压值、电压值输出显示、存储等功能。通过此系统的设计，让开发者更深刻的掌握单片机基本原理，并熟悉一些外围电路的扩展，以及进一步提高C语言的硬件编程能力。1连续可调开关稳压电源的内容及意义11连续可调开关稳压电源的意义在当代科技与经济高速发展的过程中，电源起到关键性的作用。电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，因此电源的数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控直流稳压电源就是一个很好的典型例子,人们对它的要求也越来越高,要想为现代人工作、科研，生活、提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化，智能化方向发展。对我们学生而言，在大学的实验室里和课程设计里面，有一个稳定可调的直流电源是很有必要的。因传统的直流稳压电源输出电压是通过粗调波段开关及细调电位器来调节的，并由电压表指示电压值的大小。这种直流稳压电源存在读数不直观、电位器易磨损、稳压精度不高、不易调准、电路构成复杂、体积大等缺点，而基于单片机控制的数字式可调稳压电源能较好地解决了以上问题。本题采用单片机和其它元器件及外围电路，开发一个数字式可调稳压电源。能够设定输出电压值、电压值输出显示、存储等功能。通过此系统的设计，让开发者更深刻的掌握单片机基本原理，并熟悉一些外围电路的扩展，以及进一步提高C语言的硬件编程能力。12国内外发展状况电力电子技术已发展成为一门完整的、自成体系的高科技技术，电源技术属于电力电子技术的范畴3。电源技术主要是为信息产业服务的，信息技术的发展又对电源技术提出了更高的要求，从而促进了电源技术的发展，两者相辅相成才有了现今蓬勃发展的信息产业和电源产业。迄今为止，电源已成为非常重要的基础科技和产业，并广泛应用于各行业，从日常生活到最尖端的科学都离不开电源技术的参与和支持，其发展趋势为高频、高效、高密度化，低压、大电流化和多元化。同时，封装结构、外形尺寸日趋接近国际标准化，以适应全球一体化市场的要求。当前在国内外电源产业中，占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC/DC开关电源、DC/DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆变电源、风光互补型电源等。而产品价格、性能指标、品牌效应及使用寿命一直是用户最关心的问题。这就促使国内外电源生产商朝着应用技术数字化、硬件结构模块化、产品性能绿色化智能化的方向发展。13研究方法此次毕业设计我从一开始选题就目的明确，在毕业设计课题确定下来后，通过运用大学四年所学的专业知识和查阅参考了一系列的资料完成的。针对题目的要求，首先对整个设计思路进行规划，例如要用到什么模块，模块应该怎样分布，怎么协调好这些模块。然后针对方案的可行性进行反复的参照对比，敲定最终设计方案，在敲定方案之后，查阅参考相关资料进行硬件电路的各个模块的设计，同时软件模块也同步进行，经过不断的检测，编译，将正确的代码下载到硬件电路中，最后一次次的调试系统，通过不断的修改来完善系统。14连续可调开关稳压电源的内容本设计的目的是为不同型号的低压电器提供稳定的电压，通过旋钮可调出025V稳定的电压，方便使用。本设计主要是基于LM2576而设计制作用7805可直接输出5V稳定的电源为单片机供电。2方案论证与比较根据题目的基本要求，设计任务主要是完成通过调节输出稳定的电压，为完成相应功能，系统可以划分为以下几个基本模块整流滤波模块、输出电压控制模块、单片机模块、显示模块。具体框图如图1整流滤波输出电压控制A/D转换单片机显示图121输出电压控制模块方案一采用LM317。LM317为线性三端可调节输出正电压稳压器，输出1237V电压，提供15A电流，但是线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会有大的“热损失”，其工作效率仅为3050，使用时须安装散热片。方案二采用LM2576。LM2576为降压型开关稳压器，输出12318V电压，具有3A的负载驱动能力，内置过流保护和过热保护，可以取代一般的三段线性稳压器，充分减小散热片面积，可以不使用散热片，由于LM2576以完全导通或关断的方式工作，其工作效率可达7080，而且对来自电源的高频干扰具有较强的抑制作用。经过以上两个方案的比较，方案二明显优于方案一，决定采用方案二。22显示模块方案一采用LCD液晶显示屏LCD有明显的优点，微功耗，体积小，内置驱动电路，接口简单，显示信息量大，字迹清晰，但软件编程相对复杂，且价格高。方案二采用LED数码管显示LED数码管亮度高，醒目，软件编程简单，价格比较便宜。且本题目中使用LED数码管以足够达到要求。23主控芯片模块方案1采用51系列单片机作为系统控制器单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。由于其功耗低、体积较小、技术成熟和成本低等优点，在各个领域应用广泛。而且抗干扰性能好。方案2采用凌阳系列单片机作为系统的控制器凌阳系列单片机可以实现各种复杂的逻辑功能，模块大，密度高，它将所有器件集成在一块芯片上，减少了体积，提高了稳定性。凌阳系列单片机提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制核心。因51单片机价格比凌阳系列低得多，且本设计不需要很高的处理速度，从经济和方便使用角度考虑，本设计选择了方案1。输出3系统硬件电路设计31STC89C51简介STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程FLASH存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程FLASH，使得STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能4K字节FLASH，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89X51可降至0HZ静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHZ，6T/12T可选。RST9P3010P3111P3212P3313P3414P3515P3616P3717X118X219GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40P101P112P123P134P145P156P167P178U489C51图2STC89C51单片机引脚图单片机是美国STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。片内含有FLASH程序存储器、SRAM、UART、SPI、PWM等模块。32STC89C51主要功能和性能参数（1）内置标准51内核，机器周期增强型为6时钟，普通型为12时钟（2）工作频率范围040MHZ，相当于普通8051的080MHZ（3）STC89C51RC对应FLASH空间4KB（4）内部存储器（RAM512B（5）定时器计数器3个16位；（6）通用异步通信口（UART）1个；（7）中断源8个；（8）有ISP在系统可编程）IAP在应用可编程,无需专用编程器仿真器；（9）通用IO口3236个；（10）工作电压3855V；（11）外形封装40脚PDIP、44脚PLCC和PQFP等。33STC89C51单片机引脚说明VCC供电电压。GND接地。P0口P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P30RXD（串行输入口）P31TXD（串行输出口）P32/INT0（外部中断0）P33/INT1（外部中断1）P34T0（记时器0外部输入）P35T1（记时器1外部输入）P36/WR（外部数据存储器写选通）P37/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。I/O口作为输入口时有两种工作方式，即所谓的读端口与读引脚。读端口时实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线，经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器。只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线。上面图中的两个三角形表示的就是输入缓冲器CPU将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作。这是由硬件自动完成的，不需要我们操心，1然后再实行读引脚操作，否则就可能读入出错，为什么看上面的图，如果不对端口置1端口锁存器原来的状态有可能为0Q端为0Q为1加到场效应管栅极的信号为1，该场效应管就导通对地呈现低阻抗，此时即使引脚上输入的信号为1，也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1。若先执行置1操作，则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入，由于在输入操作时还必须附加一个准备动作，所以这类I/O口被称为准双向口。89C51的P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口。RST复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2来自反向振荡器的输出。34STC89C51单片机最小系统最小系统包括单片机及其所需的必要的电源、时钟、复位等部件，能使单片机始终处于正常的运行状态。电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件，可以将最小系统作为应用系统的核心部分，通过对其进行存储器扩展、A/D扩展等，使单片机完成较复杂的功能。STC89C51是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单可靠。用STC89C52单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，结构如图3所示，由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。图3单片机最小系统原理框图1时钟电路STC89C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。内部时钟方式如图24所示。在STC89C51单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL118和XTAL219引脚外接石英晶体简称晶振，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。图中电容C1和C2的作用是稳定频率和快速起振，电容值在530PF，典型值为30PF。晶振CYS的振荡频率范围在1212MHZ间选择，典型值为12MHZ和6MHZ。12振振112MC230PC330P图4STC89C51内部时钟电路2复位电路当在STC89C51单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作若该引脚持续保持高电平，单片机就处于循环复位状态。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充放电来实现的。只要VCC的上升时间不超过1MS,就可以实现自动上电复位。除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST9端与电源VCC接通而实现的。按键手动复位电路见图5。时钟频率用110592MHZ时C取10UF,R取10K。时钟电路延时10MS显示STC89C51I/0口时钟电路复位电路51系列单片机I/O接口C110UFVCCR110K图5STC89C51复位电路35STC89C51中断技术概述中断技术主要用于实时监测与控制，要求单片机能及时地响应中断请求源提出的服务请求，并作出快速响应、及时处理。这是由片内的中断系统来实现的。当中断请求源发出中断请求时，如果中断请求被允许，单片机暂时中止当前正在执行的主程序，转到中断服务处理程序处理中断服务请求。中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原来被中止的程序之处（断点），继续执行被中断的主程序。图6为整个中断响应和处理过程。图6中断响应和处理过程如果单片机没有中断系统，单片机的大量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发生的定时查询操作上。采用中断技术完全消除了单片机在查询方式中的等待现象，大大地提高了单片机的工作效率和实时性。4连续可调开关稳压电源电源电路模块41整流滤波电路整流滤波电路的主要功能是将220V的市电电压进行整流滤波，输出稳定的直流电压，在这里选用桥式整流滤波电路，该电路具有结构简单，易于实现等优点。输出电压UO12UI,二极管的反向承受电压应是输入电压的倍。具体电路如下2123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE19JUL2011SHEETOFFILECDOCUMENTSANDSETINGSADMINISTRATOR振振振振振振DDBDRAWNBYD1DIODED2DIODED3DIODED4DIODEC125/2200UFC210411223344T1TRANS1UOUI图4整流滤波电路图42输出电压控制电路的设计LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下1最大输出电流3A2最高输入电压LM2576为40V，LM2576HV为60V3输出电压33V、5V、12V、15V和ADJ可调等可选4振东频率52KHZ5转换效率7588不同电压输出时的效率不同6控制方式PWM7工作温度范围401258工作模式低功耗/正常两种模式可外部控制9工作模式控制TTL电平兼容10所需外部元件仅四个不可调或六个可调11器件保护热关断及电流限制12封装形式TO220或TO263。这部分电路主要以LM2576作为主控核心，外围电路在配以滑动变阻器，通过改变滑动变阻器从而改变输出电压。在外围电路中电容、电感、二极管应准讯以下原则该电路中的输入电容C3一般应大于或等于100F，安装时要求尽量靠近LM2576的输入引脚，其耐压值应与最大输入电压值相匹配。而输出电容C4的值应依据下式进行计算（单位F）C13300VIN/VOUTL上式中，VIN是LM2576的最大输入电压、VOUT是LM2576的输出电压、L是经计算并查表选出的电感L1的值，其单位是H。电容C耐压值应大于额定输出电压的152倍。二极管D1的额定电流值应大于最大负载电流的12倍，考虑到负载短路的情况，二极管的额定电流值应大于LM2576的最大电流限制。二极管的反向电压应大于最大输入电压的125倍。在这里推荐使用肖特基二极管。在系统设计中考虑到单片机及其他器件的电源供电问题采用一个变压器将220V交流电降压再经电桥整流，获得25V左右的平稳电压，然后用稳压管L7812、L7805进行两次稳压，分别获得12V和5V的稳定电压，5V是AT89S52单片机的工作电压。具体电路如下所示1234C2104C4104C11000UFC3470UFIN12OUT3U27812SZ220V220V入入入入入入220V入入入入入入C6104C5220UFIN12OUT3U3780512V5VD1LEDR1322K入入入入入入入1234J2USB1234J3USBUSB入入12345U1LM257612J45V12J512VD11N5822L147UHC8104C71000UFP10RT1502RT22KRT320KOUT12J7ADJADJ12J6ADJADJ入入入入入入入入入VCC图5电源输出电路图43AD转换与显示电路的设计ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。芯片如下（图6）所示芯片接口说明如下CS_片选使能，低电平芯片使能。CH0模拟输入通道0，或作为IN/使用。CH1模拟输入通道1，或作为IN/使用。图6GND芯片参考0电位（地）。DI数据信号输入，选择通道控制。DO数据信号输出，转换数据输出。CLK芯片时钟输入。VCC/REF电源输入及参考电压输入（复用）。工作原理如下正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能。当此2位数据为“1”、“0”时，只对CH0进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN，CH1作为负输入端IN进行输入。当2位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN，CH1作为正输入端IN进行输入。到第3个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据，到第19个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。若要同时使用多个7段LED数码管，必须采用扫描式显示。在硬件电路方面，首先将每个7段LED数码管的A、B、CG都连在一起，在使用晶体管分别驱动每个7段LED数码管的共同引脚。显示方式是将第一个7段LED数码管所要显示的数据送到A、B、CG总线上，然后将扫描信号送到公共端。图中LED2LED0分别连接89C51的P31P33管脚，根据89C51的输出信息来判断驱动哪一个数码管，即哪一个数码管亮，而AH连接89C51单片机的P00P07管脚，根据89C51的输出的数字信息从而判断数码管的哪一段亮，显示出所输出的电压值。具体电路如下所示P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P30RXD10P31TXD11P32INT012P33INT113P34T014P35T115P36WR16P37RD17XTAL218XTAL119GND20A8P2021A9P2122A10P2223A11P2324A12P2425A13P2526A14P2627A15P2728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31AD7P0732AD6P0633AD5P0534AD4P0435AD3P0336AD2P0237AD1P0138AD0P0039VCC40U489C51/52Y112MHZC1030C1130E1D2DP3C4G5S46B7S38S29F10A11S112U74LEDVCCR1410KAFBEDDPCGS4S3S2S1VCCVCCC110UFR947KR1047KR1147KR1247KBCEQ19012BCEQ49012BCEQ29012BCEQ39012S1S2S3S41234K1CS1CH02CH13GND4DI5DO6CLK7VCCVREF8U5ADC0832VCCRT4103VCCR1220R2220R3220R4220R5220R6220R7220R8220AFBEDDPCGC9104OUTR151KQ59012KJ15VP10P11P12P11P12VCCAM1入入GND1DQ2VCC3U6DS18B20R1610KVCC图6显示电路电路图44DS18B20测温电路DS18B20是美国DALLAS半导体器件公司推出的单总线数字化智能集成温度传感器。单总线1WIRE是DALLAS公司的一项专有技术,它采用单根信号线,既传输时钟又传输数据,而且数据传输是双向的,具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。441DS18B20的特点及内部构造特点如下（1）采用独特的单总线接口方式，即只有一根信号线与控制器相连，实现数据的双向通信，不需要外部元件；（2）测量结果直接输出数字温度信号，以单总线串行传送给控制器，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力；（3）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三根线上，实现组网多点测量；（4）适应电压范围宽3055V，不需要备份电源、可用数据线供电，温度测量范围为55125，1085时测量精度为05；（5）通过编程可实现912位的数字值读数方式，对应的可分辨温度分别为05，025，0125，00625，实现高精度测温；（6）负压特性。电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。封装图及内部构造，如下图7和8所示图7DS18B20外部结构框图442引脚功能介绍NC空引脚,悬空不使用VDD可选电源脚,电源电压范围355V。工作于寄生电源时,此引脚应接地I/O数据输入/输出脚,漏极开路,常态下高电平。DS18B20采用3脚TO92封装或8脚SOIC及CSP封装方式。图28所示为DS18B20的内部结构框图，它主要包括寄生电源、温度传感器、64位光刻ROM及单总线接口、存放中间数据的高速暂存器（内含便笺式RAM）、存储与控制逻辑、用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器、结构寄存器、8位循环冗余校验码（CRC）发生器等八部分。DVCPDQ结构寄存器发生器8位CR下限寄存器TL上限寄存器H温度传感器及单供电方式检测接口总线内部VD光刻ROM64位暂器存存寄存储及控制逻辑高速图38DS18B20内部结构框图图9DS18B20的封装443DS18B20的工作原理64位ROM的结构如图310所示，开始8位是产品类型的编号；接着是每个器件唯一的序号，共48位；最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可采用单线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器TH、TL，可以通过编程写入用户报警上下线数据。LSBMSB按键输入电路LSBMSB48位序列号8位工厂代码（10H）8位检验CRCDS18B20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EEPROM。高速暂存RAM的结构位9字节的存储器，结构如图212所示。前两个字节包括测得温度的信息。3、4字节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5字节为配置寄存器，其内容用于确定温度值的数字转换频率，DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换成相应精度的数值。该字节各位的定义如图11，其低5位一直为1；TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在检测模式，在DS18B20出厂时，该位被设置为0，用户不要去改动；R1和R2决定温度转换的精度位数，即用来设置分辨率，单片机可以通过单线接口读出该数据。的数据时低位在前，高位在后，数据格式以00625/LSB形式表示。表1是部分温度值对应的二进制温度表示数据。表1DS18B20温度与表示值对应表温度/二进制十六进制125000001111101000007D0H8500000101010100000550H2500000