陳向奎 劉磊

摘要：根據(jù)溫度分布不均勻的特點(diǎn)，很難用單個(gè)溫度傳感器獲得相對(duì)準(zhǔn)確的溫度信息。使用DS18B20單總線數(shù)字溫度傳感器設(shè)計(jì)多傳感器檢測(cè)系統(tǒng)，利用AT89S51單片機(jī)讀取DS18B20內(nèi)部的溫度值，通過(guò)1602液晶顯示器直觀的顯示溫度值，設(shè)計(jì)了一套多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：AT89S51；DS18B20；溫度采集

中圖分類號(hào)：TP313文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)22-5474-02

Design of Multi-point Temperature Detect System Based on AT89S51

CHEN Xiang-kui1, LIU Lei2

(1.Academy of Information Technology, Luoyang Normal University, Luoyang 471022, China;2.Department of Information Engineering, Henan Polytechnic, Zhegnzhou 450046, China)

Abstract：According to the imbalance of the distribution of temperature, it is difficult to use a single temperature sensor to get accurate temperature information. use digital temperature sensor DS18B20 design multi sensor detection system. AT89S51 read DS18B20 internal temperature, through the 1602 LCD monitor intuitive display temperature, designed a multi-point temperature detection system

Key words: AT89S51；DS18B20；temperature collection

熱敏電阻由于其價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)在傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)中多有應(yīng)用，但其可靠性差、準(zhǔn)確率低，外圍電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。DS18B20是單總線數(shù)字溫度傳感器，特別適合用于構(gòu)建溫度檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)編程讀取其內(nèi)部存儲(chǔ)器中的溫度值，以串行方式發(fā)送給CPU進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單讀寫信息僅需一根端口線。由于溫度在空間分布的不均勻性，對(duì)于范圍較大的環(huán)境進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)單獨(dú)一個(gè)傳感器很難獲得較準(zhǔn)確的環(huán)境溫度信息，該文針對(duì)多點(diǎn)溫度檢測(cè)進(jìn)行探討研究。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)有單片機(jī)、溫度采集模塊及顯示模塊組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，溫度傳感器用來(lái)獲取溫度信息，單片機(jī)完成對(duì)DS1820溫度傳感器的驅(qū)動(dòng)及溫度信息讀取處理，顯示器用來(lái)顯示當(dāng)前環(huán)境的溫度信息。

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1溫度采集模塊

DS18B20外圍結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有3個(gè)引腳，其中兩個(gè)引腳是電源和地，另外一個(gè)引腳作為數(shù)據(jù)端口可以直接與微處理器連接。DS18B20是單總線數(shù)字溫度傳感器，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)一條公共總線連接多個(gè)溫度傳感器實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)，但該方式溫度讀取速度較慢。因此本系統(tǒng)采用4路DS18B20數(shù)字溫度傳感器分別連接單片機(jī)4個(gè)接口，接口定義如下：

SBIT DQ1=P1^3;

SBIT DQ2=P1^2;

SBIT DQ3=P1^1;

SBIT DQ4=P1^0;

單片機(jī)通過(guò)對(duì)應(yīng)接口訪問(wèn)DS18B20的過(guò)程為：初始化，ROM操作命令，存儲(chǔ)器操作命令，數(shù)據(jù)處理。操作完成后單片機(jī)從對(duì)應(yīng)接口讀取相應(yīng)傳感器的溫度信息并作轉(zhuǎn)換處理，保存在數(shù)組中然后輸出到液晶顯示器顯示。

2.2顯示模塊

1602液晶顯示器可以顯示兩行字符，控制命令及顯示數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)P0口獲得，數(shù)據(jù)及控制引腳接口定義如下：

SBIT LCM_E=P2^2;

SBIT LCM_RW=P2^1;

SBIT LCM_RS=P2^0;

define LCM_Data P0;

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)液晶屏顯示4個(gè)點(diǎn)的溫度信息，控制顯示位置函數(shù)如下（X代表顯示列位置，Y代表顯示的行位置）：

void Display1C(uchar X, uchar Y, uchar DData)

4個(gè)溫度值顯示在同一屏幕的不同位置，顯示代碼如下：

Displaytemp(0, 0, str1);

Displaytemp(0, 1, str2);

Displaytemp(8, 0, str3);

Displaytemp(8, 1, str4);

1602液晶顯示器初始化過(guò)程如下：

LCM_Data = 0;

LCM_WriteC (0x38,0);

Delay5Ms();

LCM_WriteC (0x38,0);

Delay5Ms();

LCM_WriteC (0x38,0);

Delay5Ms();

LCM_WriteC (0x38,1);

LCM_WriteC (0x08,1);

LCM_WriteC (0x01,1);

LCM_WriteC (0x06,1);

LCM_WriteC (0x0C,1);

2.3單片機(jī)模塊

單片機(jī)采用AT89S51，實(shí)現(xiàn)DS18B20的初始化及溫度值讀取處理，同時(shí)完成液晶顯示的初始化及溫度的顯示。系統(tǒng)電路如圖2所示：

圖2系統(tǒng)仿真電路圖

DS18B20溫度測(cè)量范圍為-55℃～+125℃，特定義溫度符號(hào)標(biāo)志tflag，根據(jù)tflag的值來(lái)判斷測(cè)量的溫度的正負(fù):

if(tflag==0)

flagdat=0x20;//正溫度不顯示符號(hào)

else

flagdat=0x2d;//負(fù)溫度顯示負(fù)號(hào)-

DS18B20是單總線數(shù)字溫度傳感器，允許在單總線上掛載多個(gè)傳感器，其內(nèi)部存有64位唯一的序列號(hào)，以單總線方式工作的多點(diǎn)溫度采集需要讀取該64位序列號(hào)，對(duì)不同傳感器加以區(qū)分，但是降低了溫度采集的速度。本系統(tǒng)的4個(gè)DS18B20分別連接到單片機(jī)上的不同接口，所以對(duì)不同點(diǎn)溫度的采集是通過(guò)接口的區(qū)分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)DS18B20進(jìn)行溫度讀取時(shí)不需要讀取序列號(hào)，編程時(shí)寫入0XCC控制字跳過(guò)讀取序列號(hào)，提高了讀取溫度值的速度。

系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)在PROTEUS仿真和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板真實(shí)環(huán)境均測(cè)試通過(guò)，能較快速的獲取4個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度信息，改變環(huán)境溫度也能及時(shí)的正確顯示，取得了很好的實(shí)驗(yàn)效果。

3結(jié)束語(yǔ)

由于溫度分布的不均衡性，對(duì)溫度信息的采集往往需要多個(gè)傳感器配合才能采集到相對(duì)準(zhǔn)確的溫度值，該文對(duì)AT89S51的多點(diǎn)溫度檢測(cè)進(jìn)行研究，利用DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集溫度信息，通過(guò)單片機(jī)處理后在液晶顯示器上顯示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)際使用。對(duì)于范圍較大的環(huán)境進(jìn)行溫度測(cè)量有一定的借鑒意義。

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