ds18b20單總線測(cè)溫開題報(bào)告

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告</p><p>　　DS18B20單總線測(cè)溫</p><p>　　學(xué) 院： 信息科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 測(cè)控技術(shù)與儀器0703班</p><p>　　2011年 3月 28日</p><p>　　DS18B0[1][2][3]單總

2、線測(cè)溫</p><p>　　一、課題的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)</p><p>　　1、選題的目的及研究意義</p><p>　　溫度檢測(cè)系統(tǒng)若采用一般溫度傳感器采集溫度信號(hào)，則需要設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路[4]、A/D 轉(zhuǎn)換[5]及相應(yīng)的接口電路[6]，才能把傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到計(jì)算機(jī)去處理。這樣，由于各種因素會(huì)造成檢測(cè)系統(tǒng)較大的偏差；又因?yàn)闄z測(cè)環(huán)境復(fù)雜、測(cè)

3、量點(diǎn)多、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)及各種干擾的影響，會(huì)使檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。所以多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設(shè)計(jì)。</p><p>　　DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸

4、出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。更適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，溫度傳感器應(yīng)用范圍廣泛、使用數(shù)量龐大，因此高居各類傳感器之首。 </p><p>　　2．綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研

5、究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、研究方法</p><p>　　DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire[7]，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。</p><p>　　由于DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì)AT89S51單片機(jī)來(lái)說(shuō)，硬

6、件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì)DS18B20芯片的訪問(wèn)。</p><p>　　由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都

7、是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。</p><p>　　該產(chǎn)品適用于冷凍庫(kù)，糧倉(cāng)，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測(cè)溫和控制領(lǐng)域軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制，汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等，供熱/制冷管道熱量計(jì)量，中央空調(diào)分戶熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和控制</p>&

8、lt;p>　　二、課題研究的主要任務(wù)和預(yù)期目標(biāo)</p><p><b>　　1、主要任務(wù)和要求</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)基于單總線測(cè)溫是以單片機(jī)[8]核心，配相應(yīng)的外圍電路和功能軟件，能實(shí)現(xiàn)單總線測(cè)溫并能夠進(jìn)行無(wú)線傳輸，硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則是在硬件的基礎(chǔ)上，對(duì)其合理的調(diào)配和使用，從而完成交通控制的任務(wù)。</p>

9、<p>　　了解單總線測(cè)溫系統(tǒng)的工作原理。</p><p>　　采用單片機(jī)完成設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　完成相應(yīng)軟件設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　提交整個(gè)系統(tǒng)硬件原理設(shè)計(jì)，PCB原理圖[9]控制軟件設(shè)計(jì)，制作實(shí)物，直觀地實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)電路功能。</p><p>　　2、預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和達(dá)到的水平&l

10、t;/p><p>　　實(shí)現(xiàn)用單片機(jī)進(jìn)行單總線測(cè)溫并能夠自動(dòng)報(bào)警[6]。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)溫功能[9]。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)用無(wú)線傳輸與PC機(jī)進(jìn)行通信[10]。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　1、方案論證</b>&

11、lt;/p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)電路</b></p><p>　　方案一：由于單片機(jī)本身提供的電流不足以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管工作，可以采用MAX7219芯片驅(qū)動(dòng)8個(gè)數(shù)碼管，這8個(gè)足夠能現(xiàn)兩路溫度。</p><p>　　方案二：三極管驅(qū)動(dòng)，放大電流，雖然電路容易實(shí)現(xiàn)，連接方便，但是數(shù)碼管數(shù)目不夠，選擇方案一。</p><p><

12、;b>　　顯示界面</b></p><p>　　方案一：采用點(diǎn)陣LCD[11]顯示，雖然能顯示各種符號(hào)文字，連線簡(jiǎn)單，但是編程困難。</p><p>　　方案二：采用七段數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)數(shù)字，本設(shè)計(jì)要求制作實(shí)物，單片機(jī)連接雙位共陽(yáng)數(shù)碼管[12]，動(dòng)態(tài)顯示，編程簡(jiǎn)易，所以我選擇第二種。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)思想</b&

13、gt;</p><p>　　單總線DS18B20測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分為兩大部分：硬件電路設(shè)計(jì)和軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　硬件電路由單片機(jī)電路,鍵盤控制電路,顯示部分及無(wú)線傳輸[13]等部分構(gòu)成,如圖1</p><p><b>　　圖1.硬件電路框圖</b></p><p>　　單片機(jī)電路主要完成的任務(wù)：處理鍵

14、盤[14]信號(hào)以顯示不同通道的溫度，動(dòng)態(tài)顯示[15]數(shù)碼管。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)8個(gè)七段LED數(shù)碼管，以顯示，其顯示不同通道的溫度數(shù)值。</p><p>　　無(wú)線傳輸：與計(jì)算機(jī)進(jìn)行無(wú)線通信，將溫度數(shù)值送到計(jì)算機(jī)中。</p><p>　　軟件方面利用匯編語(yǔ)言的WAVE軟件進(jìn)行編程[16]、Protues仿真調(diào)試[17.18.19]，軟件流程圖包括DS1

15、8B20傳感器讀溫度流程圖和轉(zhuǎn)換溫度流程圖，MAX7219驅(qū)動(dòng)8個(gè)LED數(shù)碼管流程圖，如圖2，圖3和圖4.</p><p><b>　　圖2.讀溫度流程圖</b></p><p>　　圖3.轉(zhuǎn)換溫度流程圖</p><p>　　圖4 MAX7219流程圖</p><p><b>　　四、預(yù)期成果形式</b&

16、gt;</p><p>　　由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強(qiáng)大，排除制作工藝上會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題[20]，預(yù)期可以得到設(shè)計(jì)要求的結(jié)果，通過(guò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，還要對(duì)本論題的科技前沿知識(shí)的了解，結(jié)合實(shí)物的制作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)板中實(shí)際電路的測(cè)試，設(shè)計(jì)出了一種簡(jiǎn)單的單總線測(cè)溫系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　五、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃及進(jìn)度安排</p>

17、<p>　　第一周：了解題目?jī)?nèi)容，查閱資料</p><p>　　第二周：查閱資料，翻譯外文文獻(xiàn)</p><p><b>　　第三周：文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　第四周：寫開題報(bào)告</b></p><p>　　第五周：硬件方案論證</p><p>

18、;　　第六周：主要功能電路設(shè)計(jì)</p><p>　　第七周：電路原理分析參數(shù)計(jì)算</p><p>　　第八周：實(shí)物電路板制作</p><p>　　第九周：控制軟件功能設(shè)計(jì)</p><p>　　第十周：主要功能軟件編程</p><p>　　第十一周： 軟件仿真調(diào)試</p><p>　　第十二周：修

19、改細(xì)化設(shè)計(jì)</p><p><b>　　第十三周：校驗(yàn)程序</b></p><p>　　第十四周：進(jìn)行整體系統(tǒng)的連接與檢驗(yàn)</p><p>　　第十五周：撰寫論文框架</p><p>　　第十六周：撰寫詳細(xì)論文</p><p><b>　　第十七周：準(zhǔn)備答辯</b></

20、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]張金敏. 基于DS18B20 組成的單總線數(shù)字溫度系統(tǒng)與應(yīng)用【J】.中國(guó)儀器儀表，2003，（03）</p><p>　　[2]陳濤，王仲東。DS18B20在糧情監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用【J】.昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)（理工版），2003，（05）</p><p>　　[

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26、gt;　　[16]曹承志．電機(jī)、拖動(dòng)與控制．機(jī)械工業(yè)出版社，2000．3</p><p>　　[17]李群芳，張士軍，黃建．單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)．電子工業(yè)出版社，2008．5</p><p>　　[18]蔣輝平，周國(guó)雄．基于Proteus的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例．機(jī)械工業(yè)出版社，2009．7</p><p>　　[19]黃毅．智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)．動(dòng)