基于DS18B20的多路溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與仿真
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在實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)中，如大棚溫度監(jiān)控、冷庫測溫、智能建筑溫度控制等系統(tǒng)中，經(jīng)常需要進行多路溫度的采集和檢測?？焖?、可靠地采集到高精度溫度數(shù)據(jù)可為控制系統(tǒng)的工作提供可靠的依據(jù)。傳統(tǒng)上，溫度測量方法多以熱敏電阻、熱電偶等為溫度敏感元件，但都存在可靠性差、精度低、需A／D轉(zhuǎn)換以及線路復(fù)雜等的缺點。本文提出采用美國Dalias公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20和AT89C51單片機構(gòu)成高精度的多路溫度監(jiān)測系統(tǒng)，在單片機的控制下巡回監(jiān)測多路溫度，高低溫度超限報警，并可實現(xiàn)與上位機通訊等功能。
1 DS18B20簡介
DS18B20是Dalias公司推出的1-Wire式單總線智能數(shù)字溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，溫度測量范圍為-55～125℃；可通過編程實現(xiàn)9～12位的轉(zhuǎn)換精度，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0．5℃，0．25℃，0．125℃和0．062 5℃，可滿足高精度設(shè)計要求；在9位分辨率時最多在93．75 ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在750 ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字；電源供電范圍3．0～5．5 V；讀取或?qū)懭胄畔⒌紻S18B20僅需要單總線接口(即將地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合成一條信號線)；測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，串行傳送給CPU同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力；使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔，可靠性更高。以上特性使得DS18B20非常適用于構(gòu)建高精度的多路溫度采集與檢測系統(tǒng)。
2 硬件電路設(shè)計
系統(tǒng)原理框圖如圖1所示，系統(tǒng)由多片DS18B20、AT89C51單片機、LED驅(qū)動顯示電路、溫度上下限設(shè)定電路、報警提示電路、串行通信接口、時鐘電路、復(fù)位電路等構(gòu)成。
系統(tǒng)采用8片DS18B20構(gòu)成溫度采集電路，8片DS18B20采用單總線與并行輸入相結(jié)合的方式接至單片機的P1口。單片機巡回采集各路DS18 B20送來的溫度信息后，通過軟件設(shè)計算法，將處理后的溫度信息及相應(yīng)的溫度路數(shù)通過LED數(shù)碼管顯示出來，各路溫度值的上下限可通過P3．2～P3．4獨立式鍵盤進行設(shè)定。若某路超過溫度設(shè)定的上下限將進行通過P3．5或P3．6進行報警提示。此外，可通過串行口RS 232模塊將各路溫度數(shù)據(jù)送上位機處理。系統(tǒng)采用Proteus仿真件設(shè)計的仿真電路如圖2所示，此時LED顯示的是第3路溫度值。
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