数字温度计2.doc

一、设计目的及要求
1、基本范围为-50℃—110℃;
2、℃;
3、LED数码管直读显示;
扩展功能:
1、可以任意设定温度上的上下限报警功能;
2、实现语音报数。
二、总体设计
(一)、系统硬件设计方案
根据系统功能要求,构造如下图所示的系统原理结构框图。
DS18B20
温度数据采集
STC
89CS52RC
初始化
LG3641BH显示温度
图1 系统原理结构框图

单片机的选择
STC89C52RC是新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机械周期和6时钟/机械周期可以任意选择,其内核与AT51系列单片机一样,但是其造价较之更低,功能更强。
AT51单片机小系统的电路图如下所示。
图1:单片机小系统电路
1)、引脚说明
stc89c52的内核和AT51系列单片机一样,故引脚也相同:
1~8:I/OP1口(~);
9: 复位脚(RST/Vpd);
10~17:I/OP3口(=RXD,=TXD,=-INT0,=-INT1,=T0,=T1,=-WR,=-RD);
18、19:晶振(18=XTAL2,19=XTAL1);
20: 地(Vss);
21~28:I/OP2口(~);
29:-PSEN;
30:ALE/-PROG;
31:-EA/Vpp
32~39:I/OP0口(~);
40:+5V电源。
注:引脚功能前加“-”,说明其是低电平有效。=-INT0。
2)、内部功能
1. I/O 口:输入/ 输出口经过特殊处理,很多干扰是从I/O 进去的,每个I/O / 对GND二级管箝位保护。
2. 电源:单片机内部的电源供电系统经过特殊处理,很多干扰是从电源进去的
3. 时钟单片机内部的时钟电路经过特殊处理,很多干扰是从时钟部分进去的
4 . 空闲模式:典型功耗 2mA
:典型功耗 4mA - 7mA
单片机内部的时钟电路经过特殊处理,很多干扰是从时钟部分进去的
6. 复位电路
单片机内部的复位电路经过特殊处理,很多干扰是从复位电路部分进去的,
STC89C51RC/RD+系列单片机为高电平复位。推荐外置复位电路为MAX810/STC810,STC6344,
STC6345,813L,706P;也可用R/C 复位,10uF 电容/10k 电阻,22uF/ 等。
,不怕电源抖动5V: 6v - 3V: 4v -
2、温度传感器介绍
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。DS18B20内部结构主要由四部分组成: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。DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,精度为±°C。可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围。分辨率设定存储在EPROM中,掉电后依然保存。而在此,我们设定12为分辨率,℃。
DS18B20的性能特点如下:
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;
●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;
●无须外部器件;
●可通过数据线供电,~;
●零待机功耗;
●温度以9或12位数字;
●用户可定义报警设置;
●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;
●负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;
DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装,其内部结构框图如下图所示。
C
64
位
ROM
和
单
线
接
口
高速缓存
存储器与控制逻辑
温度传感器
高温触发器TH
低温触发器TL
配置寄存器
8位CRC发生器
Vdd
图2DS18B20内部结构
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:
(1).初始化
(2) 执行某个ROM指令
(3) 执行RAM内存指令
(4) 数据传输
复位要求主CPU将数据线下拉480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。
图3DS18B20与单片机的接口电路
3、液晶显