数字温度计的设计与实现

数字温度计的设计与实现
一、实验目的
１．了解DS18B20数字式温度传感器的工作原理。
２．利用DS18B20数字式温度传感器和微机实验平台实现数字温度计。

二、实验内容与要求
采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。用数码管直接显示温度值，微机系统作为数字温度计的控制系统。
１．基本要求：
  (1)检测的温度范围：0℃～100℃，检测分辨率 0.5℃。
(2)用4位数码管来显示温度值。
(3)超过警戒值（自己定义）要报警提示。
２．提高要求
(1)扩展温度范围。
(2)增加检测点的个数，实现多点温度检测。

三、设计报告要求
 １．设计目的和内容
 ２．总体设计
 ３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明
 ４．软件设计框图及程序清单
５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）

四、数字温度传感器DS18B20
 由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。
1. DS18B20性能特点
DS18B20的性能特点：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。
2. DS18B20内部结构
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。64位ROM结构图如图2所示。不同的器件地址序列号不同。 DS18B20的管脚排列如图1所示。
 
图1 DS18B20引脚分布图

                            图2  64位ROM结构图
DS18B20高速暂存器共9个存储单元，如表所示：
序号  寄存器名称  作    用  序号  寄存器名称  作    用
0  温度低字节  以16位补码形式存放  4  配置寄存器  
1  温度高字节   5、6、7  保留  
2  TH/用户字节1  存放温度上限  8  CRC  
3  HL/用户字节2  存放温度下限