室内温度系统设计.doc

《专业综合实****报告设计题目: 室内温度设计专业: 电气工程及自动化班级: (三)班姓名: 温强杨涛于兴国王兼姜黎黎指导教师: 高飞目录 1 课程设计目的………………………………………………… 1 2 课程设计目的和要求………………………………………… 1 3 课程设计报告内容…………………………………………… 1 4 总结和体会…………………………………………………… 8 -1- 1 课程设计目的综合运用所学过的知识进行室内温度系统设计,并进行实物的焊接以实现设计的要求。 2 课程设计题目和要求课程设计题目:室内温度系统设计。课程设计要求: 1)测量范围-55℃-125 ℃; 2)精度误差小于 1℃; 3) LED 数码直读显示。 3 课程设计报告内容 室内温度系统设计方案论证进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器 DS18B20 ,此传感器, 可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。 总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图 1所示,控制器采用单片机 AT89S5 2, 温度传感器采用 DS18B20 ,用 3位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。单片机单片机复时钟振荡温度传感 LED 显示图1总体设计方框图 AT89S5 2具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用三节电池供电。 -2- DS18B2 0温度传感器是美国 DALLA S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。 DS18B2 0 的性能特点如下: 1)独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信; 2)多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能; 3)无须外部器件; 4)可通过数据线供电,电压范围为 ~ V; 5)零待机功耗; 6)温度以9或12位数字; 7)用户可定义报警设置; 8)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; 9)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。如图 2 DS18B20 采用3脚 PR -35封装或8脚 SOIC 封装,其外部形状及管脚如图 2所示。图中① GND 为地, ② DQ 为数据输入/输出端,该引脚为漏极开路输出,常态下成高电平, ③可选用的 VDD 引脚,不用时应接地。 SOIC 封装的 NC 为空引脚。①②③ VDD GND DQ VDD DQ GND NC NC NC NC NC 1234 8765 DS18B20 图2 DS18B20 的两种封装管脚图其内部结构框图如图 3所示。-3- 内部 VDD DQ图3 DS18B20 内部结构 64位 ROM 的结构开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共有 48位,最后8位是前面 56位的 CRC 检验码,这也是多个 DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL ,可通过软件写入户报警上下限。 DS18B20 温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的 EERAM 。高速暂存 RAM 的结构为8字节的存储器,结构如图3所示。头2个字节包含测得的温度信息,第3和第4字节TH和TL的拷贝, 是易失的,每次上电复位时被刷新。第5个字节,为配置寄存器,它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。 DS18B20 工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图 4所示。低5位一直为1 ,TM是工作模式位,用于设置 DS18B20 在工作模式还是在测试模式, DS18B20 出厂时该被设置为0 ,用户要去改动, R1 和R 0决定温度转换的精度位数,来设置分辨率。温度 LSB 温度 MSB TH 用户字节 1 TL用户字节 2配置寄存器保留保留保留 CRC 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 -4- TMR1 1 R0 11 11 . . . .图4 DS18B20 字节定义由表 1可见, DS18B20 温度转换的时间比较长,而且分辨率越高,所需要的温度数据转换时间越长。因此,在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存RAM的第6 、7、8字节保留未用,表现为全逻辑1 。第9字节读出前面所有8字节的 CRC 码,可用来检验数据,从而保证通信数据的正确性