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基于DS18B20的多路溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

作者: 時(shí)間:2013-10-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
0 引言
在實(shí)時(shí)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(jìn)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(diǎn)。本文提出采用美國Dalias公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器單片機(jī)構(gòu)成高精度的多路系統(tǒng),在單片機(jī)的控制下巡回監(jiān)測多路溫度,高低溫度超限報(bào)警,并可實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通訊等功能。

1 簡介
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(shí)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(jì)要求;在9位分辨率時(shí)最多在93.75 ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字,12位分辨率時(shí)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(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼,具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)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(jì)
系統(tǒng)原理框圖如圖1所示,系統(tǒng)由多片DS18B20、單片機(jī)、LED驅(qū)動(dòng)顯示電路、溫度上下限設(shè)定電路、報(bào)警提示電路、串行通信接口、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等構(gòu)成。

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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(jī)的P1口。單片機(jī)巡回采集各路DS18 B20送來的溫度信息后,通過軟件設(shè)計(jì)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(dú)立式鍵盤進(jìn)行設(shè)定。若某路超過溫度設(shè)定的上下限將進(jìn)行通過P3.5或P3.6進(jìn)行報(bào)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(jī)處理。系統(tǒng)采用仿真件設(shè)計(jì)的仿真電路如圖2所示,此時(shí)LED顯示的是第3路溫度值。

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