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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: 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。

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