基于89C51+DS18B20的智能温控器的研制

基于89C51+DS18B20的智能温控器的研制摘要：介绍了新型单总线结构温度传感器DSl8B20的结构特征、工作原理及控制方法,阐述了以89C205l为单片机和以DSl8B20为传感器构成的智能温度控制器的电路组成、工作原理、程序设计，说明了在研制过程中总结出来的使用注意事项。该温控器可广泛应用于人门日常生活、工农业生产和科学研究领域，具有一定的推广价值。关键词：温度；DS18B20；89C2051；程序；控制Basedon89C51+DS18B20warmcontrollingdevelopmentAbstract:IntroducedthenewsinglemainlinestructuretemperaturesensorDSl8B20structurecharacteristic,theprincipleofworkandthecontrolmethod,elaboratedtake89C205lasthemonolithicintegratedcircuitandtakeDSl8B20astheintelligencetemperaturecontrollerelectriccircuitcomposition,theprincipleofwork,theprogrammingwhichthesensorconstitutes,explainedsummarizestheusemattersneedingattentioninthetriturating.Thiswarmcontrollingmaywidelyapplytothepersongatedailylife,theindustryandagricultureproductionandthescientificresearchdomain,hasthecertainpromotedvalue.Keywords:Temperature;DS18B20;89C51;Procedure;Control一、前言目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。智能温度传感器DS18B20将温度传感器、A/D传感器、寄存器、接口电路集成在一个芯片中，具有直接数字化输出、测试及控制功能强、传输距离远、抗干扰能力强、微型化、微功耗的特点。DS18B20可以让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。二、DS18B20单线数字温度传感器1．DS18B20引脚分布图图1DS18B20引脚分布图2．DS18B20内部结构2图3DS18B20的内部结构3、性能特点①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。4、控制方法在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是Vcc接外部电源，GND接地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD、GND接地，I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。三、基于AT89C51+DS18B20的温度测量装置1．系统组成2．工作原理基于DS18B20的温度测量装置电图如图2所示：温度传感器DS18B20将被测环境温度转化成带符号的数字信号，传感器可置于离装置150米以内的任何地方，输出脚I/O直接与单片机的P1.1相连，R1为上拉电阻，传感器采用外部电源供电。89C2051是整个装置的控制核心，89C2051内带1K字节的FlashROM，用户程序存放在这里。显示器模块由四位一体的共阳数码管和4个9012组成。系统程序分传感器控制程序和显示器程序两部分，传感器控制程序是按照DS18B20的通信协议编制。系统的工作是在程序控制下，完成对传感器的读写和对温度的显示。智能温控器研制实例见图73.图7智能温控器研制实物3．程序设计根据DS18B20的通信协议,按图2的硬件结构。下面是系统的主要程序。#includesbitwarmer=P1^4;sbitled_run=P1^0;sbitk_power=P3^3;sbitge=P2^7;sbitshi=P2^6;sbitDQ=P2^2;//定义通信端口//延时函数unsignedchartab[]={0x3f,0x30,0x6d,0x79,0x72,0x5b,0x5f,0x31,0x7f,0x7b,0x40};//0,1,2，3，4，5，6，7，8，9voiddelay(unsignedinti){while(i--);}//初始化函数Init_DS18B20(void){unsignedcharx=0;DQ=1;//DQ复位delay(8);//稍做延时DQ=0;//单片机将DQ拉低delay(80);//精确延时大于480usDQ=1;//拉高总线delay(14);x=DQ;//稍做延时后如果x=0则初始化成功x=1则初始化失败delay(20);}4．注意事项DS18B20虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题：(1)在对DS1820进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。。(2)当单总线上所挂DS1820超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题。(3)在用DS1820进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。(4)DS18B20从测温结束到将温度值转换成数字量需要一定的转换时间。4四、结束语数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量，A/D转换于一体，具有单总线结构，数字量输出，直接与微机接口等优点。既可用它组成单路温度测量装置，也可用它组成多路温度测量装置。该智能温度控制器经测试在-10℃-70℃间测得误差为0.25℃,80℃≤T≤105℃时误差为0.5℃,当T105℃误差为增大到1℃左右。本文创新点：采用当前最先进的智能数字温度传感器DS18B20并与单片机89C51一起构成了智能温控系统，该温度控制器结构简单、测温准确，具有相当的实际应用价值，对同类产品的研制也有一定的借鉴意义。本项目产品已投放汉中市电力、建筑、机械制造等市场，待扩大市场并形成规模后，每年可获得经济效益200万元。参考文献[1]DallasSemiconductor公司DS1820技术资料[2]DALLASDS18B20数据手册［Z］.http：//[3]沙占有，智能化集成温度传感器原理及应用（M），北京：机械工业出版社，2002[4]张涛，魏鸣，李刚，徐英，DS18B20在高精度内燃机车油耗仪中的应用，仪表技术与传感器[J],2005年第6期[5]耿德根，等.AVR高速嵌入式单片机原理与应用［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2001.[6]阳宪惠,现场总线技术及其应用[M],北京：清华大学出版社，1999[7]杨育红,LON网络控制技术及应用[M],西安：西安电子科技大学出版社，1999[8]李虹，温秀梅，高振天，基于MSP430单片机和DS18B20的小型测温系统，微计算机信息[j]，2006年第7-2期[9]戚新波，范峥，陈学广，DS18B20与ATmega8单片机接口的C语言实现方法，微计算机信息[j]，2005年第7-2期