基于基于AT89C51和和DS18B20的最简温度测量系统的最简温度测量系统
本文介绍一种新型的可编程温度传感器DS18B20,他能代替模拟温度传感器和信号处理电路,直接与单片机沟
通,完成温度采集和数据处理。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。
l引 言
温度的测量和控制在激光器、光纤光栅的使用及其他的工农业生产和科学研究中应用广泛。温度检测的传统方法是使用诸如热
电偶、热电阻、半导体PN结之类的模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转换,再交自单片机处理。被测温度信号
从温敏元件到单片机,经过众多器件,易受干扰、不易控制且精度不高。因此,本文介绍一种新型的可编程温度传器
DS18B20,他能代替模拟温度传感器和信号处理电路,直接与单片机沟通,完成温度采集和数据处理。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。
2温度测量系统硬件
系统结构图如图1所示[1]。这里通过上拉电阻直接驱动LED显示。以增加线路复杂度为代价,减少芯片数量。
2.1数字温度传感器DS18B20
DS18B20是美国DALLAS公司推出的单总线数字测温芯片。他具有独特的单总线接口方式,仅需使用1个端口就能实现与单片
机的双向通讯。采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。他的工作电压使用范围宽(3.0~5.5 V),可
以采用外部供电方式,也可以采用寄生电源方式,即当总线DQ为高电平时,窃取信号能量给DS18B20供电。他还有负压特
性,电源极性接反时,DS18B20不会因接错线而烧毁,但不能正常工作。可以通过编程实现9~12位的温度转换精度设置。由
表1[2]可见,设定的分辨率越高,所需要的温度数据转换时间就越长,在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
DS18B20采用3脚TO-92封装,形如三极管,同时也有8脚SOIC封装,还有6脚的TSOC封装。测温范围为-55~+125℃,在一
10~85℃范围内,精度为±0.5℃。每一个DS18B20芯片的ROM中存放了一个64位ID号:前8位是产品类型编号,随后48位是
该器件的自身序号,最后8位是前面56位的循环冗余校验码。又因其可以采用寄生电源方式供电。因此,一条总线上可以同时
挂接多个DS18B20,实现多点测温系统。另外用户还可根据实际情况设定非易失性温度报警上下限值TH和TL。DS18B20检测
到温度值经转换为数字量后,自动存入存储器中,并与设定值TH或TL进行比较,当测量温度超出给定范围时,就输出报警信
号,并自动识别是高温超限还是低温超限。
2.2AT89C51单片机
AT89C51单片机是ATMEL公司生产的高性能8位单片机,主要功能特性如下:
①兼容MCS-51指令系统;
②32个双向I/O口,两个16位可编程定时/计数器;
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