一種多用智能溫度測量儀的設計與實現
摘要:設計實現了一種多用智能溫度測量儀。采用傳感器為DALLAS公司的單總線數字式溫度傳感器DS18B20及單片機為8051,通過單片機對傳感器采集到的數字信號進行計算處理,實現溫度的測量、溫度數值的數字顯示及高溫報警等功能。提供了完整的硬件電路圖和軟件流程圖,并詳細介紹了軟件設計要點及創(chuàng)新點。經實物測試實驗,該測量儀既能測量環(huán)境溫度,又可測量人體溫度,具備使用方便、響應快、結果顯示直觀的特點。
關鍵詞:溫度測量儀;DS18B20;80C51
溫度是科學技術中最基本的物理量之一,在工業(yè)生產中,溫度常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數之一,在醫(yī)學領域中,體溫也是我們最為關注的醫(yī)學參數。隨著現代科技的發(fā)展,溫度測量在各個領域應用越來越廣泛,同時溫度測量技術也被人們所異常關注。多功能溫度測量儀就是一個典型的例子,運用單片機技術,向數字化,智能化方向發(fā)展。在此介紹一種多功能溫度測量儀,既可以測量環(huán)境溫度、又能測量人體溫度,達到快響應、數字顯示溫度值,并且具有高溫報警的目的。
1 硬件電路設計
1.1 溫度傳感器
采用DALLAS公司的溫度傳感器DS18B20作為溫度采集器件,DS18B20的內部結構主要由64位ROM、溫度靈敏元件、內部存儲器和配置寄存器4部分組成,如圖1所示。
(1)64位ROM。它的內容是64位序列號,它可以被看作是該DS18B20的地址序列碼,其作用是使每個DS18B20都各不相同,這樣就可以實現一根總線上掛接多個DS18B20的目的。
(2)溫度靈敏元件。它完成對溫度的測量,測量后的結果存儲在2個8 b的溫度寄存器中。
(3)內部存儲器。內部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的E2PROM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL以及配置寄存器。
DS18B20具有以下特點:
(1)獨特的單線接口方式,與單片機連接時僅需要一條口線;
(2)測溫范圍為-55~+125℃,在-10~+85℃范圍內精度為±O.5℃;
(3)通過編程可實現9~12位的數字讀數方式;
(4)用戶可自設定非易失性的報警上下限值;
(5)外圍電路簡單,使用時不需要外圍元件,可用數據總線供電,電壓范圍為3.0~5.5 V無需備用電源;
(6)DS18B20有TO-92、SOIC及CSP封裝,本測量儀選用DS18B20的外形及引腳排列如圖2所示,其中VDD為外接供電電源輸入端,GND為公共地,DQ為數字信號輸出端。
基于以上特點,采用DS18B2使得硬件消耗更少,系統設計更靈活、方便,價格更便宜,體積更小。
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