ATmega16与DS18B20实现温度测量并通过串口通信

资源摘要信息:"AVR基于DS18B20的温度测量实验涉及了嵌入式系统设计中的温度检测应用，使用ATmega16微控制器与DS18B20数字温度传感器进行通信，实现了温度数据的采集、处理和远程传输。该实验的关键知识点包括微控制器的编程、数字温度传感器的接口技术以及串行通信协议的应用。" 知识点详细说明： 1. ATmega16微控制器： ATmega16是基于AVR架构的8位微控制器，由Atmel公司生产。它具有16KB的系统内可编程Flash，512字节的EEPROM，以及1KB的内部SRAM。ATmega16具有多个定时器/计数器、8通道10位模数转换器和多种通信接口，如USART、I2C、SPI等，非常适合用于各种嵌入式应用，包括本次实验中的温度测量。 2. DS18B20数字温度传感器： DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产的一款可编程分辨率的数字温度传感器，它能够提供9位至12位的摄氏温度测量值，并具有数字信号输出的特点，可通过一线总线（1-Wire）接口与微控制器进行通信。DS18B20的测量范围广泛，从-55°C至+125°C，精确度高，抗干扰能力强，因此在工业控制、消费电子产品等领域得到了广泛应用。 3. 温度测量原理： 温度测量的原理是通过DS18B20传感器感应环境温度，并将模拟信号转换成数字信号，然后通过一线总线（1-Wire）将数据传输给ATmega16单片机。单片机接收数据后，进行必要的处理，最终通过串口（USART）将温度数据发送到连接的计算机，实现远程监控温度变化。 4. 微控制器编程： 在本实验中，对ATmega16的编程是实现温度测量的核心。编程工作主要涉及对微控制器内部寄存器的配置、一线总线通信协议的实现，以及串口通信的设置。程序员需要编写相应的代码来初始化单片机的各个模块，读取DS18B20传感器的数据，并通过串口通信将数据传输到PC机。 5. 一线总线（1-Wire）通信： 一线总线通信是一种单线数字通信技术，允许在同一总线上挂载多个从设备，并且只需要一根数据线与地线就可以实现数据的双向传输。在本实验中，一线总线用于ATmega16与DS18B20之间的通信，需要编写特定的程序来满足一线总线的时序要求，实现对DS18B20的精确控制。 6. 串口通信： 串口通信是计算机之间或计算机与外部设备之间通过串行信号进行数据传输的一种通信方式。在本次实验中，通过串口将采集到的温度数据从ATmega16发送到PC机，通常涉及波特率、数据位、停止位和奇偶校验等参数的设置。正确的串口通信设置能保证数据传输的准确性和稳定性。 7. 温度数据处理： 在ATmega16接收到DS18B20传感器的原始数据后，可能需要进行一些数学运算和处理以转换成人类可读的温度值。这一过程中可能包括数据的放大、滤波、以及转换为摄氏度或华氏度等单位。 通过以上知识点的综合应用，AVR基于DS18B20的温度测量实验成功地演示了如何利用微控制器和数字传感器进行温度的实时监测，并通过计算机界面实现数据的可视化显示。这种技术可以广泛应用于家庭自动化、工业环境监控、医疗设备以及气象站等温度敏感的场合。