基于51单片机的温度测量系统

基于51单片机的温度测量系统系统介绍利用单片机和温度传感器实现温度检测设计思路分析温度传感器的选择-DS18B20接口电路的设计软件设计：1.信息采集2.数据传输3.显示温度传感器DS18B20美国达拉斯(DALLAS)公司的单线数字温度传感器芯片；与传统的热敏电阻不同：1、可直接将被测温度转化成串行数字信号，以供单片机处理；2、它还具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强等优点。DS18B20DS18B20参数测量温度范围为-55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C；3V~5.5V的电压范围；可以程序设定9~12位的分辨率；分辨率、报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存；“一线总线”接口——1-Wire技术美国达拉斯半导体公司推出了一项特有的技术；单根信号线，可传输时钟、数据；数据传输双向；优点：线路简单、硬件开销少、成本低廉、便于扩展。DS18B20的内部结构四部分：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器；引脚：DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端；64位光刻ROM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。DS18B20的内部温度传感器测量温度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。如果温度小于0,S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DS18B20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E2RAM；E2RAM存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。高速暂存RAM第九个字节：冗余检验字节TMR1R011111TM是测试模式位,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：出厂时被设置为12位；R1R0分辨率温度最大转换时间009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750msDS18B20的通讯协议每一次读写之前都要对DS18B20进行复位；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16～60微秒左右,后发出60～240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功；复位成功后发送一条ROM指令；最后发送RAM指令；硬件电路设计接口电路接口电路由ATMEL公司的8051单片机、ULN2003达林顿芯片、4511BCD译码器、串行EPROM24C16（保存系统参数）、MAX232、数码管及外围电路构成；单片机以并行通信方式从P1.0～P1.7口输出控制信号,通过4511BCD译码器译码，用2个共阴极LED静态显示温度的十位、个位。报警电路报警电路由一个自我震荡型的蜂鸣器（只要在蜂鸣器两端加上超过3V的电压，蜂鸣器就会叫个不停）和一个发光二极管组成。蜂鸣器是通过ULN2003电流放大IC来控制。在温度达到一定的上界或者下界时（例如设置的上界温度是45℃，下界温度是5℃），报警电路开始工作。系统软件设计主函数main(){unsignedchari=0;unsignedintm,n;while(1){i=ReadTemperature();//读温度if(i0&&i=10){P1=designP1[i];}//如果温度在0到10度之间直接给七段数码管赋值else{//如果温度大于10度m=i%10;//先给第一个七段数码管赋值D1=1;D2=0;P1=designP1[m];n=i/10;//再给第二个七段数码管赋值D1=0;D2=1;P1=designP1[n];if(n=4&&m=5)%%(m=5){//判断温度的取值范围，如果大于45或小于5度，则蜂鸣器叫，发光二极管闪inta,b;Q1=1;//蜂鸣器叫for(a=0;a1000;a++)//发光二极管闪烁for(b=0;b1000;b++)Q2=1;for(a=0;a1000;a++)for(b=0;b1000;b++)Q2=0;}}}（1）初始化函数//读一个字节函数ReadOneChar(void){unsignedchari=0;unsignedchardat=0;for(i=8;i0;i--){DQ=0;//给脉冲信号dat=1;DQ=1;//给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80;delay(4);}return(dat);}（1）初始化函数//写一个字节函数WriteOneChar(unsignedchardat){unsignedchari=0;for(i=8;i0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;delay(5);DQ=1;dat=1;}}（2）读取温度并计算函数ReadTemperature(void){unsignedchara=0;unsignedcharb=0;unsignedintt=0;floattt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44);//启动温度转换Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE);//读取温度寄存器等（共可读9个寄存器）前两个就是温度a=ReadOneChar();b=ReadOneChar();t=b;t=8;t=t|a;tt=t*0.0625;t=tt*10+0.5;//放大10倍输出并四舍五入---此行没用return(t);}