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DS18B20温度传感器课程设计报告

DS18B20温度传感器课程设计报告
DS18B20温度传感器课程设计报告

单片机课程设计报告

设计题目:DS18B20温度传感器

班级:09电信(2)班

姓名:xxx

学号:xxx

指导教师:xxx

调试地点:xxx

目录

一、概述 (3)

二、内容 (3)

1、课程设计题目 (3)

2、课程设计目的 (3)

3、设计任务和要求 (3)

4、正文 (4)

(一)、方案选择与论证 (4)

三、系统的具体设计与实现 (6)

(1)、系统的总体设计方案 (6)

(2)、硬件电路设计 (6)

a、单片机控制模块 (6)

b、温度传感器模块 (7)

四、软件设计 (13)

1、主程序 (13)

2、读出温度子程序 (13)

3、温度转换命令子程序 (13)

4、计算温度子程序 (14)

五、完整程序如下: (14)

六、设计体会 (19)

七、参考文献 (20)

一、概述

2009年6月14日随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域,已经成为一种比较成熟的技术。

本文主要介绍了一个基于89S51单片机的测温系统,详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程,重点对传感器在单片机下的硬件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示,并可根据需要任意设定上下限报警温度,它使用起来相当方便,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点,适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量,也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中,作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统,该系统结构简单,抗干扰能力强,适合于恶劣环境下进行现场温度测量,有广泛的应用前景。

关键词:单片机AT89C51、DS18B20温度传感器、液晶显示LCD1602。

二、内容

1、课程设计题目

基于DS18B20的温度传感器

2、课程设计目的

通过基于MCS-51系列单片机AT89C51和DS18B20温度传感器检测温度,熟悉芯片的使用,温度传感器的功能,数码显示管的使用,汇编语言的设计;

并且把我们这一年所学的数字和模拟电子技术、检测技术、单片机应用等知识,通过理论联系实际,从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的选定等这一完整的实验过程,培养了学生正确的设计思想,使学生充分发挥主观能动性,去独立解决实际问题,以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用,为毕业设计和以后工作打下一个良好的基础。

3、设计任务和要求

以MCS-51系列单片机为核心器件,组成一个数字温度计,采用数字温度传感器DS18B20为检测器件,进行单点温度检测,检测精度为±0.5摄氏度。

温度显示采用LCD1602显示,两位整数,一位小数。

系统总体仿真图

板上实现效果图

4、正文

(一)、方案选择与论证

根据设计任务的总体要求,本系统可以划分为以下几个基本模块,针对各个模

块的功能要求,分别有以下一些不同的设计方案:

(1)、温度传感模块

方案一:采用热敏电阻,热敏电阻精度、重复性、可靠性较差,对于检测1摄氏度的信号是不适用的,也不能满足测量范围。在温度测量系统中,也常采用单片温度传感器,比如AD590,LM35等。但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D转换后才能送给计算机,这样就使测温系统的硬件结构较复杂。另外,这种测温系统难以实现多点测温,也要用到复杂的算法,一定程度上也增加了软件实现的难度。

方案二:采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度,直接输出数字信号。便于单片机处理及控制,节省硬件电路。且该芯片的物理化学性很稳定,此元件线形性能好,在0—100摄氏度时,最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输,由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C51构成的温度装置,它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只DS18B20具有一个独有的不可修改的64位序列号,根据序列号可访问不同的器件。这样一条总线上可挂接多个DS18B20传感器,实现多点温度测量,轻松的组建传感网络。

综上分析,我们选用第二种方案。

温度传感模块仿真图

(2)、显示模块

方案一:采用8位段数码管,将单片机得到的数据通过数码管显示出来。该方案简单易行,但所需的元件较多,且不容易进行操作,可读性差,一旦设定后很难再加入其他的功能,显示格式受限制,且大耗电量大,不宜用电池给系统供电。

方案二:采用液晶显示器件,液晶显示平稳、省电、美观,更容易实现题目要求,对后续的园艺通兼容性高,只需将软件作修改即可,可操作性强,也易于读数,采用RT1602两行十六个字符的显示,能同时显示其它的信息如日期、时间、星期、温度。

综上分析,我们采用了第二个方案

显示模块仿真图

三、系统的具体设计与实现

(1)、系统的总体设计方案

采用AT89S52单片机作为控制核心对温度传感器DS18B20控制,读取温度信号并进行计算处理,并送到液晶显示器LCD1602显示。按照系统设计功能的要求,确定系统由3个模块组成:主控制器、测温电路和显示电路。数字温度计总体电路结构框图如图下所示。

(2)、硬件电路设计

a、单片机控制模块

该模块由AT89C51单片机组成在设计方面,AT89C51的EA接高电平,其外围电路提供能使之工作的晶振脉冲、复位按键,四个I/O分别接8路的单列IP 座方便与外围设备连接。当AT89C51芯片接到来自温度传感器的信号时,其内部程序将根据信号的类型进行处理,并且将处理的结果送到显示模块,发送控制信号控制各模块。

b、温度传感器模块

DS18B20相关资料

1、DS18B20原理与分析

DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,它能够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。可以分别在93.75 ms 和750 ms内完成9位和12位的数字量,并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写,温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。以下是DS18B20的特点:

(1)独特的单线接口方式:DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理

器与DS18B20的双向通讯。

(2)在使用中不需要任何外围元件。

(3)可用数据线供电,电压范围:+3.0~ +5.5 V。

(4)测温范围:-55 - +125 ℃。固有测温分辨率为0.5 ℃。

(5)通过编程可实现9-12位的数字读数方式。

(6)用户可自设定非易失性的报警上下限值。

(7)支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点测温。

(8)负压特性,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。

2、DS18B20的测温原理

DS18B20的测温原理上图所示,图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1,高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变,所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入,图中还隐含着计数门,当计数门打开时,DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数,进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定,每次测量前,首先将-55 ℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中,减法计数器1和温度寄存器被预置在 -55 ℃所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1,减法计数器1的预置将重新被装入,减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到减法计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正减法计数器的预置值,只要计数门仍未关闭就重复上述过程,直至温度寄存器值达到被测温度值,这就是DS18B20的测温原理。另外,由于DS18B20单线通信功能是分时完成的,他有严格的时隙概念,因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为:初始化DS18B20(发复位脉冲)→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。 DS18B20工作过程一般遵循以下协议:初始化——ROM操作命令——存储器操作命令——处理数据

①初始化

单总线上的所有处理均从初始化序列开始。初始化序列包括总线主机发出一复位脉冲,接着由从属器件送出存在脉冲。存在脉冲让总线控制器知道DS1820 在总线上且已准备好操作。

② ROM操作命令

一旦总线主机检测到从属器件的存在,它便可以发出器件ROM操作命令之一。所有ROM操作命令均为8位长。这些命令如下:

Read ROM(读ROM)[33h]

此命令允许总线主机读DS18B20的8位产品系列编码,唯一的48位序列号,以及8位的CRC。此命令只能在总线上仅有一个DS18B20的情况下可以使用。如

果总线上存在多于一个的从属器件,那么当所有从片企图同时发送时将发生数据冲突的现象(漏极开路会产生线与的结果)。

Match ROM( 符合ROM)[55h]

此命令后继以64位的ROM数据序列,允许总线主机对多点总线上特定的DS1寻址。只有与64位ROM序列严格相符的DS18B20才能对后继的存贮器操作命令作出响应。所有与64位ROM序列不符的从片将等待复位脉冲。此命令在总线上有单个或多个器件的情况下均可使用。

Skip ROM( 跳过ROM )[CCh]

在单点总线系统中,此命令通过允许总线主机不提供64位ROM编码而访问存储器操作来节省时间。如果在总线上存在多于一个的从属器件而且在Skip ROM命令之后发出读命令,那么由于多个从片同时发送数据,会在总线上发生数据冲突(漏极开路下拉会产生线与的效果)。

Search ROM( 搜索ROM)[F0h]

当系统开始工作时,总线主机可能不知道单线总线上的器件个数或者不知道其64位

ROM编码。搜索ROM命令允许总线控制器用排除法识别总线上的所有从机的64位编码。

Alarm Search(告警搜索)[ECh]

此命令的流程与搜索ROM命令相同。但是,仅在最近一次温度测量出现告警的情况下,DS18B20才对此命令作出响应。告警的条件定义为温度高于TH 或低于TL。只要DS18B20一上电,告警条件就保持在设置状态,直到另一次温度测量显示出非告警值或者改变TH或TL的设置,使得测量值再一次位于允许的范围之内。贮存在EEPROM内的触发器值用于告警。

③存储器操作命令

Write Scratchpad(写暂存存储器)[4Eh]

这个命令向DS18B20的暂存器中写入数据,开始位置在地址2。接下来写入的两个字节将被存到暂存器中的地址位置2和3。可以在任何时刻发出复位命令来中止写入。

Read Scratchpad(读暂存存储器)[BEh]

这个命令读取暂存器的内容。读取将从字节0开始,一直进行下去,直到第9(字节8,CRC)字节读完。如果不想读完所有字节,控制器可以在任何时间发出复位命令来中止读取。

Copy Scratchpad(复制暂存存储器)[48h]

这条命令把暂存器的内容拷贝到DS18B20的E2存储器里,即把温度报警触发字节存入非易失性存储器里。如果总线控制器在这条命令之后跟着发出读时间隙,而DS18B20又正在忙于把暂存器拷贝到E2存储器,DS18B20就会输出一个“0”,如果拷贝结束的话,DS18B20 则输出“1”。如果使用寄生电源,总线控制器必须在这条命令发出后立即起动强上拉并最

少保持10ms。

Convert T(温度变换)[44h]

这条命令启动一次温度转换而无需其他数据。温度转换命令被执行,而后DS18B20保持等待状态。如果总线控制器在这条命令之后跟着发出读时间隙,而DS18B20又忙于做时间转换的话,DS18B20将在总线上输出“0”,若温度转换完成,则输出“1”。如果使用寄生电源,总线控制器必须在发出这条命令后立即起

动强上拉,并保持500ms。

Recall E2(重新调整E2)[B8h]

这条命令把贮存在E2中温度触发器的值重新调至暂存存储器。这种重新调出的操作在对DS18B20上电时也自动发生,因此只要器件一上电,暂存存储器内就有了有效的数据。在这条命令发出之后,对于所发出的第一个读数据时间片,器件会输出温度转换忙的标识:“0”=忙,“1”=准备就绪。

Read Power Supply(读电源)[B4h]

对于在此命令发送至DS18B20之后所发出的第一读数据的时间片,器件都会给出其电源方式的信号:“0”=寄生电源供电,“1”=外部电源供电。

④处理数据

DS18B20的高速暂存存储器由9个字节组成,其分配如图3所示。当温度转换命令发布后,经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后。

DS18B20温度数据表

上表是DS18B20温度采集转化后得到的12位数据,存储在DS18B20的两个8比特的RAM中,二进制中的前面5位是符号位,如果测得的温度大于或等于0,这5位为0,只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5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。

温度转换计算方法举例:

例如当DS18B20采集到+125℃的实际温度后,输出为07D0H,则:实际温度=07D0H ╳0.0625=2000╳0.0625=1250C。例如当DS18B20采集到-55℃的实际温度后,输出为FC90H,则应先将11位数据位取反加1得370H(符号位不变,也不作为计算),则:实际温度=370H╳0.0625=880╳0.0625=550C。

2、显示模块LCD1602资料(这里主要介绍下指令说明及时序)

1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,如表10-14所示:

图10-56 写操作时序

四、软件设计

系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换子程序、计算温度子程序、显示等等。

1、主程序

主要功能是完成DS18B20的初始化工作,并进行读温度,将温度转化成为压缩BCD码并在显示器上显示传感器所测得的实际温度。

2、读出温度子程序

读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节,在读出时需要进行CRC 校验,校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如下图所示。

3、温度转换命令子程序

温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令,当采用12位分辩率时转换

时间约为750ms,在本程序设计中采用1s显示程序延时法等待转换的完成。流程图图如下

4、计算温度子程序

计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算,并进行温度值正负的判定。流程图如下:

五、完整程序如下:

#include

#include

typedef unsigned char uint8;

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit DQ = P3^3; // 定义DQ引脚为P3.3

uchar code Bw[10]= {0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39};//百位编码

uchar code Xsw[16]={0x30,0x31,0x31,0x32,0x33,0x33,0x34,0x34,0x35,0x36,0x36,0x37,0x38,0 x38,0x39,0x39};//小数位编码

sbit RS = P2^0 ;

sbit RW = P2^1 ;

sbit EN = P2^2 ;

sbit BUSY = P0^7;

uchar wendu;

uchar temp_g,temp_d;

unsigned char code word1[]={"Temperature:"};

void delay(uint xms)

{

uint i,j;

for(i=xms;i>0;--i)

for(j=110;j>0;--j);

}

void Delayus(int t) //在11.059MHz的晶振条件下调用本函数需要24μs ,然后每次计数需16μs

{

int s;

for (s=0; s

}

等待繁忙标志

void wait(void)

{

P0 = 0xFF;

do

{

RS = 0;

RW = 1;

EN = 0;

EN = 1;

}while (BUSY == 1);

EN = 0;

}

写数据

void w_dat(uint8 dat)

{

wait();

EN = 0;

P0 = dat;

RS = 1;

RW = 0;

EN = 1;

EN = 0;

}

写命令

void w_cmd(uint8 cmd)

{

wait();

EN = 0;

P0 = cmd;

RS = 0;

RW = 0;

EN = 1;

EN = 0;

}

发送字符串到LCD

void w_string(uint8 addr_start, uint8 *p)

{

w_cmd(addr_start);

while (*p != '\0')

{

w_dat(*p++);

}

}

初始化1602

void Init_LCD1602(void)

{

w_cmd(0x38); // 16*2显示,5*7点阵,8位数据接口

w_cmd(0x0c); // 显示器开、光标开、光标允许闪烁

w_cmd(0x06); // 文字不动,光标自动右移

w_cmd(0x01); // 清屏

}

uchar Reset()//完成单总线的复位操作。

{

uchar d;

DQ = 0; // 将DQ 线拉低

Delayus(29); // 保持480μs .复位时间为480μs,因此延时时间为(480-24)/16 = 28.5,取29μs。

DQ = 1; // DQ返回高电平

Delayus(3); // 等待存在脉冲.经过70μs之后检测存在脉冲,因此延时时间为(70-24)/16 = 2.875,取3μs。

d = DQ; // 获得存在信号

Delayus(25); // 等待时间隙结束

return(d); // 返回存在信号,0 = 器件存在, 1 = 无器件

}

void write_bit(uchar bitval)//向单总线写入1位值:bitval

{

DQ = 0; // 将DQ 拉低开始写时间隙

if(bitval==1)

DQ =1; // 如果写1,DQ 返回高电平

Delayus(5);// 在时间隙内保持电平值,

DQ = 1; // Delayus函数每次循环延时16μs,因此Delayus(5)=5*16+24=104μs

}

void ds18write_byte(char val)//向单总线写入一个字节值:val

{

uchar i;

uchar temp;

for (i=0; i<8; i++)// 写入字节, 每次写入一位

{

temp = val>>i;

temp &= 0x01;

write_bit(temp);

}

Delayus(5);

}

uchar read_bit()//从单总线上读取一位信号,所需延时时间为15μs,因此无法调用前面定义

{ //的Delayus()函数,而采用一个for()循环来实现延时。

uchar i;

DQ = 0; //将DQ 拉低开始读时间隙

DQ = 1; // 然后返回高电平

for (i=0; i<3; i++); // 延时15μs

return(DQ); // 返回DQ 线上的电平值

}

uchar ds18read_byte()//从单总线读取一个字节的值

{

uchar i;

uchar value = 0;

for (i=0;i<8;i++)

{ // 读取字节,每次读取一个字节

if(read_bit())

value|=0x01<

Delayus(6);

}

return(value);

}

int Readtemperature()//如果单总线节点上只有一个器件则可以直接掉用本函数。如果节点上有多个器

{ //件,为了避免数据冲突,应使用Match ROM函数来选中特定器件。

uchar temp_d,temp_g,k,get[2],temp;

Reset();

ds18write_byte(0xcc); // 跳过ROM

ds18write_byte(0x44); // 启动温度转换

Delayus(5);

Reset();

ds18write_byte(0xcc); // 跳过ROM

ds18write_byte(0xbe); // 读暂存器

for (k=0;k<2;k++)

{

get[k]=ds18read_byte();

}

temp_d = get[0];//低位

temp_g = get[1];//高位

if((temp_g&0xf0)==0xf0) //正负号判断

{

temp_d=~temp_d;

if(temp_d==0xff) //保证-48(1111110100000000)、-32和-16显示正常

{

temp_d=temp_d+0x01;//00000000

temp_g=~temp_g;//00000010

temp_g=temp_g+0x01;//00000011

}

else

{

temp_d=temp_d+0x01;

temp_g=~temp_g;

}

w_cmd(0xc5);

w_dat(Xsw[temp_d&0x0f]); //查表得小数位的值

temp=((temp_d&0xf0)>>4)|((temp_g&0x0f)<<4);

w_cmd(0xc1);

w_dat(0x2d);//负号

}

else //正数

{

w_cmd(0xc5);

w_dat(Xsw[temp_d&0x0f]);//查表得小数位的值

temp=((temp_d&0xf0)>>4)|((temp_g&0x0f)<<4);

w_cmd(0xc1);

w_dat(Bw[temp/100]);

}

return temp;

}

main()

{

Init_LCD1602();

w_string(0x80,word1);

while (1)

{

wendu=Readtemperature();

temp_g=wendu%100/10+'0';//这里要特别注意啊少了%100就差很多

temp_d=wendu%10+'0';

w_cmd(0xc2);

delay(2);

w_dat(temp_g);

delay(2);

w_dat(temp_d);

delay(2);

w_cmd(0xc4);

delay(2);

w_dat(0x2e);//小数点

delay(2);

w_cmd(0xc6);

delay(2);

w_dat(0xdf);//温度符号

delay(2);

w_dat(0x43);

}

}

六、设计体会

通过这次基于DS18B20传感器测量温度的设计,我学到了不少新的知识。首先,这次设计让我把书本上学到的理论知识转化成为现实生活中有价值的实物。如果没有这次设计为我搭建的平台,我就不能对书本上的知识进行很好的理解,也不能熟练的把它们应用到现实生活中。还有,我们学会不能手高眼低,要踏踏实实,从基础学起、做起。但是,具体到设计时,我遇到了很多麻烦,比如如何将传感器得到的温度转换成为对应的电信号,如何将电信号输送到单片机进行控制,如何把测得的温度用数字显示出来等等。这就要求我们学习要一步一

个脚印,掌握扎实的理论基础了。最重要的一点是,我在这次设计中培养了自己的学习能力。由于好多知识超出了我们的课本范围,这就要求我们自己通过资料来增加我们的知识,解决遇到的一些问题。在短时间内从书本资料中筛选出我们所需要的知识,对我们的自主学习能力有很大的帮助。就拿DS18B20来说,我们书本上没有介绍到这种温度传感器,所以我们就通过学习DS18B20的说明书,了解它工作的原理以及特性,清楚在实际应用时要注意的事项,对DS18B20进行初始化、编程的要求和规定等。培养了自主学习的能力,无论以后我要做什么样的设计,我都能够通过查阅资料来实现。最后,本次设计能够顺利完成。

七、参考文献

【1】梁森,欧阳三泰,王侃夫. 自动检测技术及应用【M】.北京:机械工业出版社.

【2】万隆.单片机原理及应用技术教程清华大学出版社.

【3】李朝青.单片机原理及接口技术(简明修订版).杭州:北京航空航天大学出版社,

【4】李广弟.单片机基础[M].北京:北京航空航天大学出版社.

【5】康华光.数字电子技术基础(第四版). 北京:高等教育出版社.

基于单片机的温度传感器的设计说明

基于单片机的温度传感器 的设计 目录 第一章绪论-------------------------------------------------------- ---2 1.1 课题简介 ----------------------------------------------------------------- 2 1.2 设计目的 ----------------------------------------------------------------- 3 1.3 设计任务 ----------------------------------------------------------------- 3 第二章设计容与所用器件 --------------------------------------------- 4第三章硬件系统设计 -------------------------------------------------- 4 3.1单片机的选择------------------------------------------------------------- 4 3.2温度传感器介绍 ---------------------------------------------------------- 5 3.3温度传感器与单片机的连接---------------------------------------------- 8 3.4单片机与报警电路-------------------------------------------------------- 9 3.5电源电路----------------------------------------------------------------- 10 3.6显示电路----------------------------------------------------------------- 10 3.7复位电路----------------------------------------------------------------- 11 第四章软件设计 ----------------------------------------------------- 12 4.1 读取数据流程图--------------------------------------------------------- 12 4.2 温度数据处理程序的流程图 -------------------------------------------- 13 4.3程序源代码 -------------------------------------------------------------- 14

DS18B20 数字温度传感器

应用指引:在MC430F14板上是标配了DS18B20数字温度传感器器,同时希望用户通过以下DS18B20的讲解能够了解更多1线 MC430F14实物图如下: >>关于MC430F14开发板详情>> 在传统的模拟信号远距离温度测量系统中,需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题,才能够达到较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣,各种干扰信号较强,模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差,影响测量精度。因此,在温度测量系统中,采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案,新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点,在实际应用中取得了良好的测温效果。 新的"一线器件"DS18B20体积更小、适用电压更宽、更经济。

美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 "一线总线"接口的温度传感器,在其内部使用了在板(ON-B0ARD)专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。现在,新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。目前DS18B20批量采购价格仅10元左右。 DS18B20、DS1822 "一线总线"数字化温度传感器 同DS1820一样,DS18B20也支持"一线总线"接口,测量温度范围为-55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为±2°C。现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同,新的产品支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜,体积更小。 DS18B20、DS1822的特性 DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,精度为±0.5°C。可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围。分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的!性能价格比也非常出色!DS1822与DS18B20软件兼容,是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM,精度降低为±2°C,适用于对性能要求不高,成本控制严格的应用,是经济型产品。继"一线总线"的早期产品后,DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。 一、DS18B20的主要特性 (1)适应电压范围更宽,电压范围:3.0~5.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电 (2)独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯

嵌入式课程设计温度传感器-课程设计(1)

@ 嵌入式系统原理与应用 课程设计 —基于ARM9的温度传感器· 学号:01** 班级:**************1班 姓名:李* 指导教师:邱* 、

课程设计任务书 班级: ************* 姓名: ***** 设计周数: 1 学分: 2 指导教师: 邱选兵 $ 设计题目: 基于ARM9的温度传感器 设计目的及要求: 目的: 1.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。 2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊 接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。 3.熟悉印制电路板设计的步骤和方法,熟悉手工制作印制电板的工艺流程,能 够根据电路原理图,元器件实物设计并制作印制电路板。 4.* 5.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围,能查阅有关的 电子器件图书。 6.能够正确识别和选用常用的电子器件,并且能够熟练使用普通万用表和数字 万用表。 7.掌握和运用单片机的基本内部结构、功能部件、接口技术以及应用技术。 8.各种外围器件和传感器的应用; 9.了解电子产品的焊接、调试与维修方法。 要求: 1.学生都掌握、单片机的内部结构、功能部件,接口技术等技能; 2.根据题目进行调研,确定实施方案,购买元件,并绘制原理图,焊接电路板, 调试程序; 3.} 4.焊接和写汇编程序及调试,提交课程设计系统(包括硬件和软件);. 5.完成课程设计报告 设计内容和方法:使用温度传感器PT1000,直接感应外部的温度变化。使用恒流源电路,保证通过PT1000的电流相等,根据PT1000的工作原理与对应关系,得到温度与电阻的关系,将得到的电压放大20倍。结合ARM9与LCD,将得到的

温度传感器实验

实验二(2)温度传感器实验 实验时间 2017.01.12 实验编号 无 同组同学 邓奡 一、实验目的 1、了解各种温度传感器(热电偶、铂热电阻、PN 结温敏二极管、半导体热敏电阻、集成温度传感器)的测温原理; 2、掌握热电偶的冷端补偿原理; 3、掌握热电偶的标定过程; 4、了解各种温度传感器的性能特点并比较上述几种传感器的性能。 二、实验原理 1、热电偶测温原理 由两根不同质的导体熔接而成的,其形成的闭合回路叫做热电回路,当 两端处于不同温度时回路产生一定的电流,这表明电路中有电势产生,此电势即为热电势。 试验中使用两种热电偶:镍铬—镍硅(K 分度)、镍铬—铜镍(E 分度)。图2.3.5所示为热电偶的工作原理,图中:T 为热端,0T 为冷端,热电势为)()(0T E T E E AB AB t -=。 热电偶冷端温度不为0℃时(下式中的1T ),需对所测热电势进行修正,修正公式为:),(),(),(0110T T E T T E T T E +=,即: 实际电动势+测量所得电动势+温度修正电势 对热电偶进行标定时,以K 分度热电偶作为标准热电偶来校准E 分度热 电偶。 2、铂热电阻 铂热电阻的阻值与温度的关系近似线性,当温度在C 650T C 0?≤≤?时,

)1(20BT AT R R T ++=, 式中:T R ——铂热电阻在T ℃时的电阻值 0R ——铂热电阻在0℃时的电阻值 A ——系数(=C ??/103.96847-31) B ——系数(= C ??/105.847--71) 3、PN 结温敏二极管 半导体PN 结具有良好的温度线性,PN 结特性表达公式为: γln be e kT U =?, 式中,γ为与PN 结结构相关的常数; k 为波尔兹曼常数,K J /1038.1k 23-?=; e 为电子电荷量,C 1910602.1e -?=; T 为被测物体的热力学温度(K )。 当一个PN 结制成后,当其正向电流保持不变时,PN 结正向压降随温度 的变化近似于线性,大约以2mV/℃的斜率随温度下降,利用PN 结的这一特性可以进行温度的测量。 4、热敏电阻 热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度升高而急剧下降这一特性制成的 热敏元件,灵敏度高,可以测量小于0.01℃的温差变化。 热敏电阻分为正温度系数热敏电阻PTC 、负温度系数热敏电阻NTC 和在 某一特定温度下电阻值发生突然变化的临界温度电阻器CTR 。 实验中使用NTC ,热敏电阻的阻值与温度的关系近似符合指数规律,为:)11(00e T T B t R R -=。式中: T 为被测温度(K),16.273t +=T 0T 为参考温度(K),16.27300+=t T T R 为温度T 时热敏电阻的阻值 0R 为温度0T 时热敏电阻的阻值 B 为热敏电阻的材料常数,由实验获得,一般为2000~6000K 5、集成温度传感器 用集成工艺制成的双端电流型温度传感器,在一定温度范围内按1uA/K 的恒定比值输出与温度成正比的电流,通过对电流的测量即可知道温度值(K 氏温度),经K 氏-摄氏转换电路直接得到摄氏温度值。

DS18b20温度传感器

最小的温度显示程序-c51 (2010-12-07 00:45:27) 转载 分类:51单片机 标签: 杂谈 #include #include sbit DQ=P2^0; bit presence; unsigned char templ,temph; char array[10]={0x7e,0x48,0x3d,0x6d,0x4b,0x67,0x73,0x4c,0x7f,0x4f}; void Delay(unsigned int num)//可定义延时 { while( --num ); } bit Init_DS18B20(void) { DQ = 1; //DQ复位 Delay(8); //稍做延时 DQ = 0; //单片机将DQ拉低 Delay(90); //精确延时大于 480us DQ = 1; //拉高总线 Delay(8); presence = DQ; //如果=0则初始化成功 =1则初始化失败 Delay(100); DQ = 1; return(presence); //返回信号,0=presence,1= no presence } unsigned int ReadOneChar(void) { unsigned char i = 0; unsigned char dat = 0;

for (i = 8; i > 0; i--) { DQ = 0; // 给脉冲信号 dat >>= 1; //位右移 DQ = 1; // 给脉冲信号等待传感器返回脉冲 if(DQ) dat |= 0x80; Delay(4); } return (dat); } void WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i = 0; for (i = 8; i > 0; i--) { DQ = 0; DQ = dat&0x01; Delay(5); DQ = 1; dat>>=1; } } void Read_Temperature(void) { 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 templ = ReadOneChar(); //温度低8位 temph = ReadOneChar(); //温度高8位 }

温度传感器课程设计

: 温度传感器课程设计报告 专业:电气化 年级: 13-2 学院:机电院 { 姓名:崔海艳 学号:35 … ^ -- 目录

1 引言 (3) 2 设计要求 (3) 3 工作原理 (3) 4 方案设计 (4) … 5 单元电路的设计和元器件的选择 (6) 微控制器模块 (6) 温度采集模块 (7) 报警模块 (9) 温度显示模块 (9) 其它外围电路 (10) 6 电源模块 (12) 7 程序设计 (13) — 流程图 (13) 程序分析 (16) 8. 实例测试 (18) 总结 (18) 参考文献 (19) \

。 1 引言 传感器是一种有趣的且值得研究的装置,它能通过测量外界的物理量,化学量或生物量来捕捉知识和信息,并能将被测量的非电学量转换成电学量。在生活中它为我们提供了很多方便,在传感器产品中,温度传感器是最主要的需求产品,它被应用在多个方面。总而言之,传感器的出现改变了我们的生活,生活因使用传感器也变得多姿多彩。 温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同,在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用,但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20,因其内部集成了A/D转换器,使得电路结构更加简单,而且减少了温度测量转换时的精度损失,使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信,大大减少了接线的麻烦,使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化,更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接,故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头,探入到狭小的地方,增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测 2 设计要求

DS18B20温度传感器使用方法以及代码

第7章 DS18B20温度传感器 7.1 温度传感器概述 温度传感器是各种传感器中最常用的一种,早起使用的是模拟温 度传感器,如热敏电阻,随着环境温度的变化,它的阻值也发生线性变化,用处理器采集电阻两端的电压,然后根据某个公式就可以计算出当前环境温度。随着科技的进步,现代的温度传感器已经走向数字化,外形小,接口简单,广泛应用在生产实践的各个领域,为我们的生活提供便利。随着现代仪器的发展,微型化、集成化、数字化、正成为传感器发展的一个重要方向。美国DALLS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议,即单片机接口仅需占用一个 I/O端口,无需任何外部元件,直接将环境温度转化为数字信号,以数码方式串行输出,从而大大简化了传感器与微处理器的接口。 7.2 DS18B20温度传感器介绍 DS18B20是美国DALLAS^导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,他能够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。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量,并且从DS18B20读出的信息或写入 DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写,温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的 DS18B20供电,而无需额外电源。因而使用

DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较 DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 1. DS18B20温度传感器的特性 ①独特的单线接口方式:DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口 线即可实现微处理器与DS18B20勺双向通讯。 ②在使用中不需要任何外围元件。 ③可用数据线供电,电压范围:+3.0~ +5.5 V。 ④测温范围:-55 ~+125 C。固有测温分辨率为0.5 C。 ⑤通过编程可实现9~12位的数字读数方式。 ⑥用户可自设定非易失性的报警上下限值。 ⑦支持多点组网功能,多个 DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点测温。 ⑧负压特性,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。 2. 引脚介绍 DS18B20有两种封装:三脚TO-92直插式(用的最多、最普遍的封装)和八脚SOIC贴片式。下图为实验板上直插式 DS18B20的原理图。 3. 工作原理 单片机需要怎样工作才能将DS18B2 0中的温度数据独取出来呢?F面将给出详细分析

大学物理实验-温度传感器实验报告

关于温度传感器特性的实验研究 摘要:温度传感器在人们的生活中有重要应用,是现代社会必不可少的东西。本文通过控制变量法,具体研究了三种温度传感器关于温度的特性,发现NTC电阻随温度升高而减小;PTC电阻随温度升高而增大;但两者的线性性都不好。热电偶的温差电动势关于温度有很好的线性性质。PN节作为常用的测温元件,线性性质也较好。本实验还利用PN节测出了波 尔兹曼常量和禁带宽度,与标准值符合的较好。 关键词:定标转化拟合数学软件 EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE NATURE OF TEMPERATURE SENSOR 1.引言 温度是一个历史很长的物理量,为了测量它,人们发明了许多方法。温度传感器通过测温元件将温度转化为电学量进行测量,具有反应时间快、可连续测量等优点,因此有必要对其进行一定的研究。作者对三类测温元件进行了研究,分别得出了电阻率、电动势、正向压降随温度变化的关系。 2.热电阻的特性 2.1实验原理 2.1.1Pt100铂电阻的测温原理 和其他金属一样,铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性。利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器,通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω(即Pt100)。铂电阻温度传感器精度高,应用温度范围广,是中低温区(-200℃~650℃)最常用的一种温度检测器,本实验即采用这种铂电阻作为标准测温器件来定标其他温度传感器的温度特性曲线,为此,首先要对铂电阻本身进行定标。 按IEC751国际标准,铂电阻温度系数TCR定义如下: TCR=(R100-R0)/(R0×100) (1.1) 其中R100和R0分别是100℃和0℃时标准电阻值(R100=138.51Ω,R0=100.00Ω),代入上式可得到Pt100的TCR为0.003851。 Pt100铂电阻的阻值随温度变化的计算公式如下: Rt=R0[1+At+B t2+C(t-100)t3] (-200℃

温度传感器设计报告

。 目录 摘要 (1) 1单片机简介 (1) 2基于单片机和温度传感器设计数字温度计的发展现状 (1) 3基于单片机的温度传感器设计数字温度计的技术现状 (2) 4选择的意义 (3) 第一部分 单片机的温度计设计制作准备 | 1电路介绍 (4) 2制作所需电子元件及其功能介绍 (4) 3制作焊接要求及注意事项 (5) 4安装完成调试说明及其使用说明 (7) 第二部分 单片机的温度计设计各个部分工作及其相关性能介绍 1 温度计的总体设计 (8) 总体论述 (8) 、 设计思路 (9) 2 硬件说明 (10) 测量输入模块 (10) 传感器选择 (10) DS18B20的介绍 (11) 键盘输入模块 (12) 显示模块 (13) 报警模块 (13) # 低功耗设计 (16) 设计思

路 (16) 20C51的低功耗措施 (17) 3软件和功能说明 (18) 数据的读取 (19) DS18B20的软件设计 (19) 第三部分 设计制作心得体会 (21) … 参考文献 (22) 附表 附表1---电路图 附表2---单片机控制程序 摘要 单片机简介 , 单片机全称为单片微型计算机。单片机发展始于70年代,经过30多年的发展,由于其具有高集成度、低功耗、工作电压范围宽、价格便宜、使用方便等诸多优点而在广泛使用。到目前为止将单片机发展阶段分为三个阶段,分别为初级阶段、高性能阶段、以及高位单片机的推出。通常单片机内部含有中央处理部件(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM、EPROM、Flash ROM)、定时器、计数器和各种输入输出接口等。目前8位单片机是目前品种最丰富、应用最广泛的单片机。今天我所使用的就其中比较典型的一种8位单片机AT89C51。

温度传感器课程设计

温度传感器课程设计报告 专业:电气化___________________ 年级:13-2 学院:机电院 姓名:崔海艳 ______________ 学号:8021209235 目录 1弓I言................................................................... ..3

2设计要求................................................................. ..3 3工作原理................................................................. ..3 4 方案设计 ................................................................ ..4 5单元电路的设计和元器件的选择.............................................. ..6 5.1微控制器模块........................................................... .6 5.2温度采集模块...................................................... .. (7) 5.3报警模块.......................................................... .. (9) 5.4 温度显示模块..................................................... .. (9) 5.5其它外围电路........................................................ (10) 6 电源模块 (12) 7程序设计 (13) 7.1流程图............................................................... (13) 7.2程序分析............................................................. ..16 8.实例测试 (18) 总结.................................................................... ..18 参考文献................................................................ ..19

ATC温度传感器设计

电子系统综合设计报告姓名: 学号: 专业: 日期:2011-4-13 南京理工大学紫金学院电光系

摘要 本次课程设计目的是设计一个简易温度控制仪,可以在四联数码管上显示测得的温度。主要分四部份电路:OP07放大电路,AD转换电路,单片机部分电路,数码管显示电路。设计文氏电桥电路,得到温度与电压的关系,通过控制电阻值改变温度。利用单片机将现在温度与预设温度进行比较,将比较结果在LED数码管上显示,同时实现现在温度与预设温度之间的切换。 关键词放大电路转换电路控制电路显示 目录 1 引言 (3) 1.1 系统设计 (3) 1.1.1 设计思路 (3) 1.1.2 总体方案设计 (3) 2 单元模块设计 (4) 2.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (4) 2.1.1 温度传感器电路的设计 (4) 2.1.2 信号调理电路的设计 (4) 2.1.3 A/D采集电路的设计 (4) 2.1.4 单片机电路 (4) 2.1.5 键盘及显示电路的设计 (4) 2.1.6 输出控制电路的设计 (5) 2.2元器件的选择 (5) 2.3特殊器件的介绍 (5) 2.3.1 OP07A (5) 2.3.2 ADC0809 (6) 2.3.3 ULN2003 (7) 2.3.4 四联数码管(共阴) (7) 2.4各单元模块的联接 (8) 3.1开发工具及设计平台 (9) 3.1.1 Proteus特点 (9) 3.1.2 Keil特点 (9) 3.1.3 部分按键 (10) 4 系统测试 (14) 5 小结和体会 (16) 6 参考文献 (17)

1 引言 电子系统设计要求注重可行性、性能、可靠性、成本、功耗、使用方便和易维护性等。总体方案的设计与选择:由技术指标将系统功能分解为:若干子系统,形成若干单元功能模块。单元电路的设计与选择:尽量采用熟悉的电路,注重开发利用新电路、新器件。要求电路简单,工作可靠,经济实用。 1.1 系统设计 1.1.1 设计思路 本次实验基于P89L51RD2FN的温控仪设计采用Pt100温度传感器。 1.1.2 总体方案设计 设计要求 1.采用Pt100温度传感器,测温范围 -20℃ --100℃; 2.系统可设定温度值; 3.设定温度值与测量温度值可实时显示; 4.控温精度:±0.5℃。

温度传感器DS18B20工作原理

温度传感器: DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。 2 DS18B20的内部结构 DS18B20内部结构如图1所示,主要由4部分组成:64位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的管脚排列如图2所示,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(在寄生电源接线方式时接地,见图4)。 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,每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。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。 图1 DS18B20的内部结构

图2DS18B20的管脚排列 DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量,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。例如+125℃的数字输出为07D0H,+25.0625℃的数字输出为0191H,-25.0625℃的数字输出为FF6FH,-55℃的数字输出为FC90H。 温度值高字节 高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成,使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。其中配置寄存器的格式如下: R1、R0决定温度转换的精度位数:R1R0=“00”,9位精度,最大转换时间为93.75ms;R1R0=“01”,10位精度,最大转换时间为187.5ms;R1R0=“10”,11位精度,最大转换时间为375ms;R1R0=“11”,12位精度,最大转换时间为750ms;未编程时默认为12位精度。 高速暂存器是一个9字节的存储器。开始两个字节包含被测温度的数字量信息;第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝,每一次上电复位时被刷新;第6、7、8字节未用,表现为全逻辑1;第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码,可用来保证通信正确。 3 DS18B20的工作时序 DS18B20的一线工作协议流程是:初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序,如图3(a)(b)(c)所示。

温度传感器课程设计报告1

温度传感器的特性及应用设计 集成温度传感器是将作为感温器件的晶体管及其外围电路集成在同一芯片上的集成化温度传感器。这类传感器已在科研,工业和家用电器等方面、广泛用于温度的精确测量和控制。 1、目的要求 1.测量温度传感器的伏安特性及温度特性,了解其应用。 2.利用AD590集成温度传感器,设计制作测量范围20℃~100℃的数字显示测温装置。 3.对设计的测温装置进行定标和标定实验,并测定其温度特性。 4.写出完整的设计实验报告。 2、仪器装置 AD590集成温度传感器、变阻器、导线、数字电压表、数显温度加热设备等。 3、实验原理 AD590 R=1KΩ E=(0-30V) 四、实验内容与步骤 ㈠测量伏安特性――确定其工作电压范围 ⒈按图摆好仪器,并用回路法连接好线路。 ⒉注意,温度传感器内阻比较大,大约为20MΩ左右,电源电 压E基本上都加在了温度传感器两端,即U=E。选择R4=1KΩ,温度传感器的输出电流I=V/R4=V(mV)/1KΩ=│V│(μA)。

⒊在0~100℃的范围内加温,选择0.0 、10.0、20.0……90.0、100.0℃,分别测量在0.0、1.0、2.0……25.0、30.0V时的输出电流大小。填入数据表格。 ⒋根据数据,描绘V~I特性曲线。可以看到从3V到30V,基本是一条水平线,说明在此范围内,温度传感器都能够正常工作。 ⒌根据V~I特性曲线,确定工作电压范围。一般确定在5V~25V为额定工作电压范围。 ㈡测量温度特性――确定其工作温度范围 ⒈按图连接好线路。选择工作电压为10V,输出电流为I=V/R4=V(mV)/1KΩ=│V│(μA)。 ⒉升温测量:在0~100℃的范围内加热,选择0.0 、10.0、 20.0……90.0、100.0℃时,分别同时测量输出电流大小。将数据填入数据表格。 注意:一定要温度稳定时再读输出电流值大小。由于温度传感器的灵敏度很高,大约为k=1μA/℃,所以,温度的改变量基本等于输出电流的改变量。因此,其温度特性曲线是一条斜率为k=1的直线。 ⒊根据数据,描绘I~T温度特性曲线。 ⒋根据I~T温度特性曲线,求出曲线斜率及灵敏度。 ⒌根据I~T温度特性曲线,在线性区域内确定其工作温度范围。 ㈢实验数据: ⒈温度特性

51单片机温度传感器课程设计.

基于单片机的温度传感器课程设计报告 随着人们生活水平的不断提高,单片机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,其中温度传感器就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。 本设计所介绍的温度传感器与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,该设计控制器使用单片机STC89S52,测温传感器使用DS18B20,用LCD实现温度显示,能准确达到以上要求。 随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的温度传感器。 关键词:单片机,数字控制,温度传感器 1. 温度传感器设计内容 1.1传感器三个发展阶段 一是模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等特点,适合远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,且外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器,典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。 二是模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器,典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序,这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统,工作时并不受微处理器的控制,这是二者的主要区别。 三是智能温度传感器。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器

DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图

DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图 时间:2012-02-16 14:16:04 来源:赛微电子网作者: 前言 温度与工农业生产密切相关,对温度的测量和控制是提高生产效率、保证产品质量以及保障生产安全和节约能源的保障。随着工业的不断发展,由于温度测量的普遍性,温度传感器的市场份额大大增加,居传感器首位。数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现在,新一代的DS18B20温度传感器体积更小、更经济、更灵活。DS18B20温度传感器测量温度范围为-55℃~+125℃。在-10℃~+85℃范围内,精度为±0.5℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。基于DS18B20温度传感器的重要性,小编整理出DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图供大家参考。 一、DS18B20温度传感器工作原理(热电阻工作原理) DS18B20温度传感器工作原理框图如图所示: DS18B20温度传感器工作原理框图 图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变,所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当计数器1的预置值减到0时,温度寄存器的值将加1,计数器1的预置将重新被装入,计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正计数器1的预置值。 二、DS18B20温度传感器的应用电路 1.DS18B20温度传感器寄生电源供电方式电路图 寄生电源方式特点: (1)进行远距离测温时,无须本地电源。 (2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM。 (3)电路更加简洁,仅用一根I/O口实现测温。 (4)只适应于单一温度传感器测温情况下使用,不适于采用电池供电系统中。

温度传感器报告

温度传感器是指能感受温度并能转换成可用输出信号的传感器。温度是和人类生活环境有着密切关系的一个物理量,是工业过程三大参量(流量、压力、温度)之一,也是国际单位制(SI)中七个基本物理量之一。温度测量是一个经典而又古老的话题,很久以来,这方面己有多种测温元件和传感器得到普及,但是直到今天,为了适应各工业部门、科学研究、医疗、家用电器等方面的广泛要求,仍在不断研发新型测温元件和传感器、新的测温方法、新的测温材料、新的市场应用。要准确地测量温度也非易事,如测温元件选择不当、测量方法不宜,均不能得到满意结果。 据有关部门统计,2009年我国传感器的销售额为327亿元人民币,其中温度传感器占整个传感器市场的14%,主要应用于通信电子产品、家用电器、楼宇自动化、医疗设备、仪器仪表、汽车电子等领域。 温度传感器的特点 作为一个理想的温度传感器,应该具备以下要求:测量围广、精度高、可靠性好、时漂小、重量轻、响应快、价格低、能批量生产等。但同时满足上述条件的温度传感器是不存在的,应根据应用现场灵活使用各种温度传感器。这是因为不同的温度传感器具有不同的特点。 ● 不同的温度传感器测量围和特点是不同的。 几种重要类型的温度传感器的温度测量围和特点,如表1所示。 ● 测温的准确度与测量方法有关。 根据温度传感器的使用方法,通常分为接触测量和非接触测量两类,两种测量方法的特点如 ● 不同的测温元件应采用不同的测量电路。 通常采用的测量电路有三种。“电阻式测温元件测量电路”,该测量电路要考虑消除非线性误差和热电阻导线对测量准确度的影响。“电势型测温元件测量电路”,该电路需考虑线性化和冷端补偿,信号处理电路较热电阻的复杂。“电流型测温元件测量电路”,半导体集成温度传感器是最典型的电流型温度测量元件,当电源电压变化、外接导线变化时,该电路输出电流基本不受影响,非常适合远距离测温。 温度测量的最新进展 ● 研制适应各种工业应用的测温元件和温度传感器。 铂薄膜温度传感器膜厚1μm,可置于极小的测量空间,作温度场分布测量,响应时间不超过1ms,偶丝最小直径25μm,热偶体积小于1×10-4mm3,质量小于1μg。 多色比色温度传感器能实时求出被测物体发射率的近似值,提高辐射测温的精

温度传感器课程设计

温度传感器课程设计报告 专业:电气化 年级: 13-2 学院:机电院 姓名:崔海艳 学号:8021209235 -- 目录 1引言 (3) 2 设计要求 (3)

3 工作原理 (3) 4 方案设计 (4) 5 单元电路的设计和元器件的选择 (6) 5.1微控制器模块 (6) 5.2温度采集模块 (7) 5.3报警模块 (9) 5.4温度显示模块 (9) 5.5其它外围电路 (10) 6 电源模块 (12) 7 程序设计 (13) 7.1流程图 (13) 7.2程序分析 (16) 8. 实例测试 (18) 总结 (18) 参考文献 (19) 1 引言 传感器是一种有趣的且值得研究的装置,它能通过测量外界的物理量,化学量或生物量来捕捉知识和信息,并能将被测量的非电学量转换成电学量。在

生活中它为我们提供了很多方便,在传感器产品中,温度传感器是最主要的需求产品,它被应用在多个方面。总而言之,传感器的出现改变了我们的生活,生活因使用传感器也变得多姿多彩。 温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同,在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用,但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20,因其内部集成了A/D转换器,使得电路结构更加简单,而且减少了温度测量转换时的精度损失,使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信,大大减少了接线的麻烦,使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化,更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接,故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头,探入到狭小的地方,增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测 2 设计要求 本设计主要是介绍了单片机控制下的温度检测系统,详细介绍了其硬件和软件设计,并对其各功能模块做了详细介绍,其主要功能和指标如下: ●利用温度传感器(DS18B20)测量某一点环境温度 ●测量范围为-55℃~+99℃,精度为±0.5℃ ●用液晶进行实际温度值显示 ●能够根据需要方便设定上下限报警温度 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度,单片机 AT89S51 获取采集的温度值,经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值,再根据当前设定的温度上下限值,通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处

温度传感器的设计

成绩评定 检测与转换技术 课程设计 题目温度传感器设计 院系电子工程学院 专业电子信息工程技术 姓名疯狂的大驴子 年级 xxxxxxx 指导教师 xxxxx 2014年 12 月

目录 1. 设计任务与要求 (3) 2. 设计目的 (3) 3. 设计方案 (4) 4. 设计框图 (4) 5. 工作原理 (5) 6. 设计总结 (8) 参考文献 (9)

1、设计任务与要求 设计要求: (1)、温度低于或超出设定温度范围时发出报警。 (2)、温度值可在数码管上实时数字显示。 (3)、报警温度可以由人工自由设定。 设计任务: (1)、在学完了《电子设计与制作》课程的基本理论,基本知识后,能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面,系统地进行电子电路的工程实践训练,锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。 (2)、熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法,了解数字钟的组成及工作原理 (3)、培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。 (4)、培养书写综合设计实验报告的能力 2、设计目的 在科技日新月异的今天,传感器技术已经日益成熟和普及,其中,温度传感器的应用尤其广泛,工业方面,航天方面,化工方面,农业方面等等。当然,温度传感器的应用不仅仅在这些方面,在日常生活中也是随处可见,例如,在很多产品中会设置温度传感器,用于防止电器过热导致电线短路等。从这些方面可以看出来温度传感器是多么的重要,在本次课题设计中,通过对温度传感器资料的搜集和整理,在积累知识的同时,锻炼自身搜集信息的能力,在设计并完成课题的过程中,希望能从中积累更多的经验,不论是失败的经验还是成功的经验,同时还能进一步学会和搭档团队协作,提高团队协作的能力,希望这本次设计中能细心,耐心,一次成功。

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