基于DS18B20的溫度測量和顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 (1)
0 引言
傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻為溫度傳感器，而熱敏電阻的可靠性差,，測量溫度準(zhǔn)確率低,，且必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后才能由單片機(jī)進(jìn)行處理，在高精度要求的溫度檢測應(yīng)用中,，熱敏電阻已經(jīng)被精度高,、準(zhǔn)確性好的集成溫度采集設(shè)備所代替。DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型數(shù)字溫度傳感器,。它在溫度精度,、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離,、分辨率等方面有很大改進(jìn),，因而被廣泛應(yīng)用于溫度采集與處理、數(shù)字溫度計(jì)及各種溫控系統(tǒng)中,。本文采用DS18B20設(shè)計(jì)的溫度測量與顯示系統(tǒng),，可以實(shí)時(shí)測量并顯示的溫度范圍為-55～125℃。系統(tǒng)可設(shè)置溫度上限和溫度下限,，當(dāng)測量溫度高于上限或者低于下限溫度時(shí),，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警。
1 溫度傳感器DS18B20
DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，該傳感器的可測溫度范圍為-55～125℃,，可編程分辨率為9～12位,，對應(yīng)的可分辨溫度為0．5℃、0．25℃,、0．125℃和0．062 5℃,。DS18B20的測量輸出為數(shù)字信號，并可單線串行發(fā)送給CPU,，并支持多點(diǎn)組網(wǎng),。DS18B20有3腳和8腳兩種結(jié)構(gòu)，而8腳的結(jié)構(gòu)又有不同的封裝形式,，圖1所示是DS18B20的引腳圖,。本文采用三極管形狀的3腳DS18B20。
事實(shí)上,，無論是3腳結(jié)構(gòu)還是8腳的結(jié)構(gòu),，DS18B20在實(shí)際電路中都只有3個引腳參與連接，即電源(VDD),、地(GND)和信號輸入輸出(DQ),。
2 系統(tǒng)仿真電路
基于DS18B20的溫度測量與顯示系統(tǒng)仿真電路圖如圖2所示。
電路中的單片機(jī)采用AT89C52,，DS18B20采用外部電源供電方式,，其DQ端子與單片機(jī)的P3．7相連。采用兩個4連排共陽極數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度,，分別用于顯示整數(shù)部分和小數(shù)部分,。數(shù)碼管的段選線與單片機(jī)的P1口相連，位選線與P2口相連,。圖中顯示的正是最高溫度125℃,，由于在proteus軟件中DS18B20無法設(shè)置小數(shù)，所以小數(shù)部分只能顯示零了,。DS18B20的最高分辨率為0．0625℃,，所以理論上應(yīng)該能顯示4位小數(shù)。
