基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)

邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系 朱開旺 余建坤

基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)

邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系 朱開旺 余建坤

改革開放后,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)溫度的測(cè)量已經(jīng)越來(lái)越重要了。本文主要介紹了基于DS18B20的數(shù)字溫度傳感器與STC89C52RC單片機(jī)組成的數(shù)字溫度報(bào)警系統(tǒng)。詳細(xì)描述了利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20和單片機(jī)TC89C52RC組成的溫度測(cè)量和控制系統(tǒng)在開發(fā)過(guò)程中,詳細(xì)介紹數(shù)字溫度傳感器DS18B20傳感器在與STC89C52RC單片機(jī)的硬件連接、軟件編程。而溫度報(bào)警器可以方便的實(shí)現(xiàn)溫度的采集和報(bào)警，并可以根據(jù)需要任意上下限報(bào)警溫度， 基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器使用起來(lái)相當(dāng)方便，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。 基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器適合于我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぁ⑥r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度測(cè)量，適合于惡劣環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，有廣泛的應(yīng)用前景。

單片機(jī)；溫度檢測(cè)；STC89C52RC；DS18B20

一、引言

溫度報(bào)警器為根據(jù)工作環(huán)境的溫度變化，在DS18B20溫度傳感器在不同溫度下，工作狀態(tài)的不同來(lái)給STC89C52RC單片機(jī)系統(tǒng)提供溫度數(shù)據(jù)，以供STC89C52RC單片機(jī)采集溫度數(shù)據(jù)同時(shí)顯示出來(lái)。DS18B20是常用的溫度傳感器之一，具有體積小，抗干擾能力強(qiáng)，精度高等特點(diǎn)。基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器采用STC89C52RC單片機(jī)與DS18B20數(shù)字溫度傳感器，采用C51語(yǔ)言編程，投稿了系統(tǒng)的可移植性、擴(kuò)展性，具有安全可靠、操作簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)。

二、設(shè)計(jì)方案

基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器以STC89C52RC單片機(jī)為微控制器,由一數(shù)字溫度傳感器DS18B20測(cè)量被控溫度，結(jié)合LCD1602顯示器和蜂鳴器組合而成。當(dāng)被測(cè)量值超出預(yù)設(shè)范圍則發(fā)出警報(bào)（蜂鳴器發(fā)出聲響）。設(shè)計(jì)原理如圖1所示。

圖1 設(shè)計(jì)原理

三、硬件設(shè)計(jì)

基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器的DS18B20數(shù)字溫度傳感器采用外部電源供電模式，是將數(shù)字溫度傳感器DS18B20的GND直接接地，DQ與但單總線相連作為信號(hào)線，VDD與外部電源正極相連。如圖2所示：

圖2 DS18B20外部供電方式

基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器的STC89C52RC單片機(jī)是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器， STC89C52RC單片機(jī)具有 8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器選用STC89C52RC單片機(jī)，其STC-89C52RC單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由復(fù)位電路、振蕩電路組成。LCD1602數(shù)字端口與STC89C52RC單片機(jī)的P0口相連，STC-89C52RC單片機(jī)將通過(guò)DS18B20數(shù)字傳感器采集到的溫度值轉(zhuǎn)化為與LCD1602顯示器對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過(guò)P0口輸出顯示。即通過(guò)P2.0到P2.2控制LCD1602控制端口，在基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器設(shè)計(jì)中，用LCD1602顯示器顯示溫度以及其他要顯示的信息。同時(shí)當(dāng)采集到的溫度值超過(guò)所設(shè)置的范圍時(shí)，STC89C52RC單片機(jī)會(huì)輸出一定頻率的方波，通過(guò)PNP三極管功率放大后驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

四、軟件設(shè)計(jì)

基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器采用C51語(yǔ)言編程，單片機(jī)C51語(yǔ)言是由C語(yǔ)言繼承而來(lái)的。但是和C語(yǔ)言不同的是，C51語(yǔ)言運(yùn)行于單片機(jī)平臺(tái)，而C語(yǔ)言則運(yùn)行于普通的桌面平臺(tái)。基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器采用C51語(yǔ)言的模塊化編程思想，首先編寫讀取數(shù)字溫度傳感器DS18B20的溫度的子程序，然后編寫LCD1602液晶顯示的子程序，其次編寫按鍵中斷程序，然后編寫蜂鳴器子程序，通過(guò)主程序?qū)@些子程序的調(diào)節(jié)與調(diào)用，最后達(dá)到了基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)要求。

五、結(jié)語(yǔ)

基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器是以環(huán)境溫度采集及報(bào)警過(guò)程設(shè)計(jì)為總目標(biāo)，以STC89C52RC單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)為總控制中心，輔助設(shè)計(jì)有數(shù)字溫度傳感器DS18B20的溫度采樣電路、LCD1602顯示器電路以及蜂鳴器報(bào)警電路等。基于DS18B20的數(shù)字溫度報(bào)警器的優(yōu)點(diǎn)：采用的單片機(jī)STC89C52RC 性價(jià)比比較高；數(shù)字溫度傳感器DS18B20器轉(zhuǎn)化溫度的方法非常簡(jiǎn)潔且精度高。

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