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建立在单片机和PC串口通信基础上的测温系统设计

发布时间:2020-06-30 17:41:43 阅读: 来源:拉马厂家

温度是工业控制中主要的被控参数之一,在日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制,因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。传统方法多以热电阻和热电偶等为温度传感元件,而这种模拟温度传感器输出为模拟信号,必须经过A/D 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口,使得硬件电路结构比较复杂、抗干扰性差、布线麻烦以及成本高等缺点。

针对上述问题,该设计提出了基于Dallas 半导体公司的数字式温度传感器DS18B20[1-2]和ATMEL 公司AT89S52 单片机构成的温度测量系统,并可通过串口连接在PC 系统上进行实时显示,该系统安装简易,可靠性高,适用于恶劣环境的现场温度测量。

1 系统构成

测温系统由微控制器、温度采集、串口通信、LCD 显示和上位机显示等几部分组成,如图1 所示。

图1 系统组成

数据采集流程为:单片机 AT89S52 获取温度传感器DS18B20 采集的温度值,经处理后传输给LCD1602 现实,并且通过串口通信上传给上位机,供上位机显示。

1.1 DS18B20 数字式温度传感器

DS18B20 温度传感器是美国DALLAS 半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程读取9~12 位数字温度值。DS18B20 的性能特点如下:

①适应电压范围更宽(3.0~5.5 V),在寄生电源方式下可由数据线供电;

②独特的单线接口方式。与微处理器连接时仅需要一条线即可实现双向通讯;

③DS18B20 支持多点组网功能;

④DS18B20 在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在一只形如三极管的集成电路内;

⑤温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃;

⑥可编程的分辨率为9~12 位,对应的分辨率分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.062 5℃,可实现高精度测温;

⑦转换时间为93.75 ms(9 位)和750 ms(12 位),对于一般的实时测温系统已经足够了;

⑧测量结果直接输出数字温度信号,以丹总线串行传送给CPU,同时可传送CRC 校验码,具有极强的抗干扰纠错能力;

⑨负压特性:电

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