发布时间 : 星期一 文章基于DS18B20温度传感器设计更新完毕开始阅读
四川职业技术学院毕业设计（论文）
近年来，伴随微处理器芯片和网络通信技术的发展，为了简化系统设计并降低成本，各公司及科研机构开始致力于相关领域的探索，使得温度数据监测数字化、网络化的实现成为可能。其中美国DALLAS半导体公司推出了1-Wire(单总线)接口协议，单总线技术与其它总线不同，它采用单根信号线，既可传输时钟又能传输数据，而且数据传输是双向的。因此单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展和维护等优点。该公司所提供的适用于单总线微网技术的单总线器件具有无需另附电源、在测试点直接将模拟信号数字化等特点，一方面减少了系统环节，另一方面保证了系统的精度。同时各软件公司开发的可视化软件开发工具，更是向着效率高、功能强大的方向努力，从而为获得良好的用户界面奠定了基础。不仅如此，为了使温度值的采集的精度更加准确，许多公司制造出了输出频率信号的温度传感器。例如：美国DALLAS公司生产的DS18B20温度传感器。本设计主要用温度传感器DS18B20来显示温度。
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2系统任务与总体方案论证
2.1设计任务
按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、存储模块、键盘接口模块、显示模块、报时和闹铃模块共6个模块组成。可以实现时间的显示，而且每个时间的初值可以改变，独立完成系统的分析、设计和程序编写，记录开发过程中的问题及解决办法，有原理图。设计主要技术指标参数：
1.主控模块：以AT89S52单片机为核心。
2.存储模块：采用 AT24C02。 AT24C02是美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是内含256×8位存储空间，具有工作电压宽（2.5～5.5V）、擦写次数多（大于10000次）、写入速度快（小于10ms）等特点。
3．键盘接口模块：本设计共采用按键16个，分别与单片机的三个I/O管脚相连，分别对应复位、可以任意时间的调整和退出，任意设定一个时间，到闹铃开关键的功能。
4.显示模块：显示器部分是六段数码管组成。 5.闹铃模：用蜂鸣器代替闹铃。
基于单片机系统的定时器电路包含了如下的功能模块： （1） 基本的单片机系统 （2） 单片机的定时中断 （3） 单片机的外围电路 （4） 外部按键输入装置 （5） 数码管LED显示装置
2.2方案论证
方案一：利用单片机的定时器完成定时要求。
利用单片机定时输出Y1、Y2、Y3，定时时间分别为T1、T2、T3，并用发光二极管表示其时间长短，用LED显示定时的剩余时间。时间长短通过按键调节。继电器是定时后的具体应用器件。串口用来对单片机在线编程。 方案一的原理框图如下：
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报 警 语 音 单 片 机 驱 动 六位数码管显示电路 位选 按 键
图2.1 方案一原理框图
方案二：高频脉冲信号作为定时器的时间基准，计数器实现定时。 该系统的工作原理是：振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为定时器的时间基准，经分频器输出标准脉冲。T1减计数器计时时通过T1预置数显示T1的剩余时间，同时使T1的时间和指示灯工作，当T1计数满之后T2计数器开始工作，并对T2 预置数。T2减计数器工作方式同T1。当T2计数满之后T3减计数器开始工作。工作方式同T1、T2，如此循环，便能实现该设计功能。
方案二原理框图如下：
T2时间输出和指示T3显示译码器T3时间输出和指示T2显示T1显示译码器译码器T1时间输出和指示T3减计数器T2减计数器T1减计数器T3预置数T2预置数T1预置数振荡器分频器第 6 页共 39页
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图2.2 方案二原理框图
2.3方案选择
对以上两个方案进行论证，并加以选择，确定该设计的总体方案框图以便进一步设计。
方案一：
优点是利用单片机的定时器定时，时间精确、稳定、可靠，并可以利用单片机的功能很好地进行时间的显示、指示，输出。原理简单，使用的元器件少，相对来说在实物调试时出现的问题就少。该方案还有一个好处就是成本低。此外，经过无数人的证明，用单片机完全可以实现定时功能，失败的风险小。
缺点是使用单片机要求写程序。对于不熟悉软件的人来说要单独完成该设计有一定的难度。
方案二：
优点是该方案应用稳定的高频脉冲信号作为定时器的时间基准，可以说也有同单片机一样的精确、稳定、可靠的输出时间，且对软件编写要求不高，能很好地实现设计要求的功能。
缺点是该方案复杂，一般不容易弄明白它的原理，而且应用的元器件较多，在实物调试时出现的问题可能比较多。由于元器件比较多，所以相对来说实物的成本也比较高。由于原理复杂，所以成功完成该设计的概率较低。
通过对以上设计方案比较，该设计选用方案一进行设计。
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