基于 DS18B20 的单片机温度测控系统设计计算机接口技术课程设计.doc

研究生课程论文
(2010-2011学年第二学期)

基于DS18B20的单片机温度测控系统设计
研究生:
提交日期: 2011年5月12日研究生签名:
学号
201020100668
学院
机械与汽车工程学院
课程编号
S0805155
课程名称
计算机测控系统与接口技术
学位类别
硕士
任课教师
教师评语:

成绩评定: 分任课教师签名: 年月日
基于DS18B20的单片机温度测控系统设计
引言
温度是工业控制中主要的被控参数之一,对典型的温度控制系统进行研究具有很广泛的意义。传统的测温元件如热敏电阻,AD590,虽然成本低,但因其后续电路处理复杂﹑可靠性相对较差,测量准确度低,因此逐渐被新型温度传感器所代替。而以新型的“一总线”可编程数字温度传感器(DS18B20) 为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和GHD 转换于一体,直接输出数字量,与单片机接口几乎不需要外围元件,使得硬件电路结构简单,广泛使用于距离远,节点分布多的场合。具有较强的推广应用价值。在温度控制系统中,单片机更是起到了不可替代的核心作用。在工业生产如:用于热处理的加热炉、用于融化金属的钳锅电阻炉等,在日常生活中如:热水器、电热毯等等,都用到了电阻加热的原理。随着生产的发展,在工业中,上述设备对温度的控制要求越来越高,随着人们生活水平的提高,对日常用品的自动化也提出了更高的要求,单片机的不断更新换代,满足了上述的要求,达到自动控制品质的目的。
本系统采用了美国DALLAS公司推出的DS18B20数字式温度传感器作为温度传感单元,以STC90C516RD+单片机为控制核心,采用发热灯泡充当控制对象,可根据实际需要设定温度值,并进行自动控制。

整个系统主控部分采用STC90C516RD+构成单片机应用系统; 温度检测部分采用 DS18B20 单总线数字温度传感器对温度进行检测;控制部分由三极管控制加热灯泡的通断。工作时, 由键盘输入设定温度值,通过单片机 AT89S52 的开关量控制三极管的通断,以调节发热灯泡周边温度至设定值,稳态误差在+(-)℃以内。液晶实时显示发热灯泡周边温度和设定温度值。
单片机温度控制系统原理图如图(1)所示:
加热灯泡
三极管
液晶显示
键盘设定值
温度传感器

单片机
STC89C516RD+
图1 单片机温度控制系统原理图
(STC89C516RD+)
STC89C516RD+简介
STC89C516RD+单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机,指令全兼容传统的8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择,最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。该系列的单片机为真正的看门狗,缺省为关闭(冷启动),启动后无法关闭,可放心省去外部看门狗。内部Flash擦写次数为100 000以上,其加密性强,出厂时就已经加密。图 2
其封装的电路图如图2所示:普通89C51系列单片机的内部RAM只有128(89C51)/25 6(89C52)供用户使用
低128字节的内部RAM(地址:00H~7FH),可直接寻址或间接寻址。
高128字节的内部RAM(地址:80H~FFH),只能间接寻址。
特殊功能寄存器SFR(地址:80H~FFH)只能直接寻址。
特殊功能寄存器SFR和高128字节的内部RAM是通过寻址方式来区分的,传统的8051系列单片机只有128-256字节RAM供用户使用,在此情况下STC公司响应广大用户的呼声,在一些单片机内部增加了扩展RAM。STC
89C516RD+单片机扩展256个字节RAM,共512字节的RAM。访问内部扩展RAM时,不影响P0口/P2口//ALE。
STC89C516RD+单片机的特点
增强型6时钟/机器周期12时钟/机器周期8051 CUP
工作电压:-(5V单片机)。
工作频率范围:0—40 MHz相当于普通8051的0—80 MHz,实际工作频率可达48MHz。
用户应用程序空间4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K 字节
片上集成1280字节/512字节RAM。
通用I/O口(32/36个),复位后为:P1/P2/P3/P4/是准双向口/弱上拉(普通8051,传统I/O口)P0口是开漏输出,作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为I/O口用时,需加上拉电阻。
ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器/仿真器,可通过串口()直接下载用户程序,8K程序3秒即可完成一片。
EEPROM功能。
看门狗。