基于单片机和DS18B20的数字温度计

发布时间：2020-07-01 02:00:46 阅读：次来源：角阀厂家

温度测量是从金属(物质)的热胀冷缩开始，常用的检测方法有电阻式、热电偶式、PN结型、辐射型、光纤式及石英谐振型等。这些检测方法都是基于温度变化引起其物理参数(如电阻值，热电势等)变化的原理。随着大规模集成电路工艺的提高，出现了多种集成的数字化温度传感器。这里提出一种基于MSP430单片机翻的小型测温系统设计方案，主控制器采用MSP430单片机，数字温度传感器DS18B20通过单总线(1-wire)与单片机连接，系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下澍量现场温度，可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。1 数字式温度计的总体设计该系统以单片机为数字温度计的主控制器，以集成数字温度传感器为温度信息采集单元，液晶显示器及其驱动元件为显示单元。系统的基本组成框图如图1所示。

2 硬件组成系统的主控制器选用了TI公司的单片机MSP430F1121A，沮度传感器选用了DALLAS公司数字式集成温度传感器DS18B20，采用2位共阴极LED数码管以及2个CD4511译码器实现温度显示。系统的整体设计电路如图2所示。

2．1 主控制器 MSP430F1121A具有独特的超低功耗设计，具有5种低功耗模式，给低功耗仪表设计带来了很大方便。MSP430F1121A型单片机为Flash型，可反复编程，且内部集成了A／D转换器，特别为智能式仪表、电池供电便携设备而设计。MSP430F1121A特性如下： 1)高效16位RISC内核，16位精简指令结构，27条指令，125 ns指令周期时间，绝大多数指令可在1个时钟周期内完成； 2)1．8～3．6 V低电压供电，有多种省电模式，功耗特别低，一颗电池可工作10年； 3)同其他微控制器相比，带Flash的微控制器可以将功耗降低5倍，既缩小了线路板空间又降低了系统成本； 4)6 μs的快速启动时间可延长待机时间并使启动更加迅速，降低了电池的功耗； 5)内含12位快速ADC／Slope ADC，只需外接1个电阻、1个电容即可实现高精度斜率A／D转换； 6)片内资源丰富，有ADC，PWM，若干TIME，串行口，看门狗，比较器，模拟信号，强大的中断功能； 7)SP430系列产品可以提供多种存储器选择，从14位ADCs到LCD驱动电路的混合信号外设，简化了各类应用中MSP430的设计； 8)ESD保护，抗干扰力特强。2．2 译码驱动及显示单元电路为了直观地显示出数字系统的运行状态以及工作数据，系统的显示模块中采用LG5011AH共阴极LED数码管，CD4511作为显示译码电路，由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来，如图3所示。

图3中的D、C、B、A为BCD码输入端，分别与主控制器MSP430F1121A相应的I／O端口连接，为消隐功能端，为灯测试端，LE为锁存端。单片机MSP430F1121A对DS18B20测量后的数据进行控制处理，以8421BCD码的形式传送至CD4511，CD4511把BCD码转换为十进制数码送到数码管中显示。