温度传感器电路报告

1、温度传感器电路报告单位：电子大赛实验室 姓名：黄军方 王士恒 孙瑞海日期：2007-8-10目录1.系统设计x1.1设计要求x1.2总体设计方案x1.2.1设计思路x1.2.2方案论证与比较x1.2.3系统组成x2.单元电路设计x3.软件设计x4.系统测试x4.1测试使用的仪器X4.2指标测试和测试结果X5.结束语x参考文献x附录1 元器件明细表x附录2 程序清单x附录3 印制板图x附录4 系统使用说明x1.2.2方案论证与比较1.温度传感器电路的设计方案论证与选择方案一：方案二：采用单总线的连接方式,用数字温度计集成电路DS18S20来实现测温电路的设计。DS18S20具有硬件连接简单，温度

2、测量范围大，精度高的优点。而且可以实现多个测温点的级连，应用范围较广，易于系统的扩展。方案三：综上所述，2.单元电路设计2.1温度传感器电路的设计DS18S20是美国Dallas公司生产的单总线数字温度传感器。它可以把温度信号直接转换成串行数字信号供单片机处理，采用单线接口，仅需一根口线与MCU相连，无需外围元件；测温范围为-55125 ，精度为0.5（-1085范围内）；9位温度读数；温度转换时间最长为750 ms；而且用户可自设定温度报警上下限，其值是非易失性的；报警搜索命令可识别哪片DS18S20超温度界限。DS18S20的内部结构如图2-1所示。图2-1 DS18S20内部结构图图2-

3、2 DS1820接口原理图DS18S20主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器（内含便笺式RAM）、用于存储用户设定的温度上下限值TH和TL的触发器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码（CRC）发生器8部分。DS18S20既可以采用寄生供电，也可以采用外部5 V电源供电，本电路的设计采用的是外部5 V电源供电。其电路的接口原理图如图2-2所示。表2-1 DS18S20温度数字对应关系表DS18S20的测温原理是：内部计数器对一个受温度影响的振荡器计数。温度表示值应为9位，高位为符号位，但因符号位扩展成高8位，故以16位补码形式读出，温度与数字量的关系如

4、表2-1所列。3.软件设计3.1温度传感器电路的软件设计在电路的工作中89C51首先发复位DS18S20的负脉冲，接着收DS18S20的回应脉冲，这时89C51再发ROM命令（33H），最后发此存储和控制命令。主机操作ROM的命令有5种，如表83所列。64位激光ROM的结构如下：开始8位是产品类型编号（DS18S20为10H）；接着是每个器件的惟一序号，共有48位；最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18S20可以采用一线的原因。DS18S20存储控制命令共有6种，如表84所列。DS18S20的存储器由便笺式RAM和非易失性电擦写EERAM组成，后者用于存储TH和TL值。数据先写入

5、RAM，经校验后再传给EERAM。便笺式RAM占9字节，包括温度信息（第1、2字节）、TH、TL值（第3、4字节）、计数寄存器（第7、8字节）、CRC（第9字节）等，第5、6字节不用。根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待1660微秒左右，后发出60240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。其程序的流程图如图3-1所示。程序详见

6、附录2。图3-1 程序流程框图附录2 程序清单;*;这是关于DS18B20的读写程序,数据脚P2.0,晶振12MHZ;温度传感器18B20汇编程序,采用器件默认的12位转化,最大转化时间750微秒;可以将检测到的温度直接显示到启点开发板板的两个数码管上;显示温度00到99度,很准确哦无需校正!;*ORG 0000H ;单片机内存分配申明!TEMPER_L EQU 29H;用于保存读出温度的低8位TEMPER_H EQU 28H;用于保存读出温度的高8位FLAG1 EQU 38H;是否检测到DS18B20标志位a_bit equ 20h ;数码管个位数存放内存位置b_bit equ 21h ;数

7、码管十位数存放内存位置D18B20 BIT P2.0MAIN: LCALL GET_TEMPER;调用读温度子程序;进行温度显示,这里我们考虑用网站提供的两位数码管来显示温度;显示范围00到99度,显示精度为1度;因为12位转化时每一位的精度为0.0625度,我们不要求显示小数所以可以抛弃29H的低4位;将28H中的低4位移入29H中的高4位,这样获得一个新字节,这个字节就是实际测量获得的温度;这个转化温度的方法可是我想出来的哦非常简洁无需乘于0.0625系数 MOV A,29H MOV C,40H;将28H中的最低位移入C RRC A MOV C,41H RRC A MOV C,42H RR

8、C A MOV C,43H RRC A MOV 29H,A LCALL DISPLAY;调用数码管显示子程序 CPL P1.0 AJMP MAIN; 这是DS18B20复位初始化子程序INIT_1820:SETB D18B20 NOP CLR D18B20;主机发出延时537微秒的复位低脉冲 MOV R1,#3TSR1: MOV R0,#107 DJNZ R0,$ DJNZ R1,TSR1 SETB D18B20;然后拉高数据线 NOP NOP NOP MOV R0,#25HTSR2: JNB D18B20,TSR3;等待DS18B20回应 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延

9、时TSR3: SETB FLAG1 ; 置标志位,表示DS1820存在 CLR P0.0;检查到DS18B20就点亮P1.7LED LJMP TSR5TSR4: CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在 CLR P0.1 LJMP TSR7TSR5: MOV R0,#117TSR6: DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间TSR7: SETB D18B20 RET;* 读出转换后的温度值*GET_TEMPER:SETB D18B20 LCALL INIT_1820;先复位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 CLR P0.2 RET ; 判断DS1820是否存

10、在?若DS18B20不存在则返回TSS2: CLR P0.3;DS18B20已经被检测到! MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#44H ; 发出温度转换命令 LCALL WRITE_1820;这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒 LCALL DISPLAY LCALL INIT_1820;准备读温度前先复位 MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200;

11、将读出的温度数据保存到35H/36H CLR P0.4 RET;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求) WRITE_1820: MOV R2,#8;一共8位数据 CLR CWR1: CLR D18B20 MOV R3,#6 DJNZ R3,$ RRC A MOV D18B20,C MOV R3,#23 DJNZ R3,$ SETB D18B20 NOP DJNZ R2,WR1 SETB D18B20 RET; 读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据 READ_18200:MOV R4,#2 ; 将温度高位和低位从DS18B20中读出MOV R1,#29H ; 低

12、位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)RE00:MOV R2,#8;数据一共有8位RE01:CLR CSETB D18B20NOPNOPCLR D18B20NOPNOPNOPSETB D18B20MOV R3,#9RE10: DJNZ R3,RE10MOV C,D18B20MOV R3,#23RE20: DJNZ R3,RE20RRC ADJNZ R2,RE01MOV R1,ADEC R1DJNZ R4,RE00RET;显示子程序display: mov a,29H;将29H中的十六进制数转换成10进制 mov b,#10 ;10进制/10=10进制div abm

13、ov b_bit,a ;十位在amov a_bit,b ;个位在bmov dptr,#numtab ;指定查表启始地址mov r0,#4 dpl1: mov r1,#250 ;显示1000次dplop: mov R0,#a_bit ;取个位数 MOV R7,#2VIEW1: MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR ;查个位数的7段代码 MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI INC R0 DJNZ R7,VIEW1;mov p0,a ;送出个位的7段代码;clr p2.7 ;开个位显示;acall d1ms ;显示1ms;setb p2.7;mov a,b_bit ;取十位数;MOVC A,A+DPTR ;查十位数的7段代码;mov p0,a ;送出十位的7段代码;clr p2.6 ;开十位显示;acall d1ms ;显示1ms;setb p2.6;djnz r1,dplop ;100次没完循环;djnz r0,dpl1 ;4个100次没完循环ret;1MS延时(按12MHZ算)D1MS: MOV R7,#80 DJNZ R7,$ RET;实验板上的7段数码管09