DS18B20温度传感器电路设计.doc

DS18B20温度传感器电路设计
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《单片机原理及应用》---项目设计
DS18B20温度传感器电路设计

一.项目设计方案概述
温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。在单片机的应用中，一个很重要的应用就是对温度进行检测。测量温度的关键是温度传感器，采用智能温度传感器以实现温度数字化，既能以数字形式直接输出被测温度值，具有测量误差小，分辨力高，抗干扰能力强，能够远程传输数据，带串行总线接口等优点。温度的数字输出显示LCD1602液晶显示器上。单片机、温度传感器DS18B20与LCD液晶显示器等电子元器件的互联，可以研制和开发出具有高性价比的新一代测温系统——基于单片机AT89S52的数字温度计。
基于单片机的数字温度计设计，即对温度进行实时测量，使用单线数字温度传感器DS18B20把温度信号直接转换成数字信号输入单片机。经单片机处理后，将实时温度显示LCD液晶显示器上。

二.项目设计具体模块分析
1、总控模块
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

2、电源模块
电源采用了7805芯片。他的封装形式为TO-220.他有一系列固定的限制，以及过热保护和安全工作区的保护，使它基本上不会损坏。如果能够提供足够的散热片，它们就能提供大于1.5A的输出电流。虽然是按照固定电压值来设计的，但是当接入适当的外部器件后，就能获得各种不同的电压和电流。
它的特点有：最大输出电流为1.5A；输出电压为5V；拥有热过载保护、短路保护以及输出晶体管安全工作区保护。

3、传感器模块
本项目的传感器模块采用了DS18B20芯片。传统的温度检测可以使用热敏电阻作为温度敏感元件，热敏电阻主要优点是成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，准确度和精度都较低。美国Dallas公司最新推出的DS18B20数字式温度传感器，与传统的热敏电阻温度传感器不同，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93.75ms和750ms内将温度值转化9位和12位的数字量。因而使用DS18B20可使系统结构更简单，可靠性更高。芯片的耗电量很小，从总线上“偷”一点电存储在片内的电容中就可正常工作，一般不用另加电源。最可贵的是这些芯片在检测点已把被测信号数字化了，因此在单总线上传送的是数字信号，这使得系统的抗干扰性好、可靠性高、传输距离远。
系统有如下特点：
（1）单线接口，只有一根信号线与CPU连接单总线器件，具有线路简单，体积小的特点；
（2）不需要备份电源，可通过信号线供电，电源电压范围从3.3～5V；
（3）传送串行数据，不需要外部元件；
（4）温度测量范围从-55℃～+125℃，-10～+85℃时测量精度为±0.5℃；
（5）通过编程可实现9～12位的数字值读数方式（出厂时被设置为12位）；
（6）零功耗等待；
（7）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。

4、显示模块
显示模块采用了型号为1602的LCD。它体积小、功耗低、超薄轻巧等优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到广泛的应用。它分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780.本设计中应用的是带背光