一種多用智能溫度測量儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種多用智能溫度測量儀。采用傳感器為DALLAS公司的單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20及單片機(jī)為8051，通過單片機(jī)對傳感器采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，實(shí)現(xiàn)溫度的測量、溫度數(shù)值的數(shù)字顯示及高溫報(bào)警等功能。提供了完整的硬件電路圖和軟件流程圖，并詳細(xì)介紹了軟件設(shè)計(jì)要點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)。經(jīng)實(shí)物測試實(shí)驗(yàn)，該測量儀既能測量環(huán)境溫度，又可測量人體溫度，具備使用方便、響應(yīng)快、結(jié)果顯示直觀的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：溫度測量儀；DS18B20；80C51

溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一，在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，體溫也是我們最為關(guān)注的醫(yī)學(xué)參數(shù)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，溫度測量在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)溫度測量技術(shù)也被人們所異常關(guān)注。多功能溫度測量儀就是一個(gè)典型的例子，運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)，向數(shù)字化，智能化方向發(fā)展。在此介紹一種多功能溫度測量儀，既可以測量環(huán)境溫度、又能測量人體溫度，達(dá)到快響應(yīng)、數(shù)字顯示溫度值，并且具有高溫報(bào)警的目的。

1 硬件電路設(shè)計(jì)
1．1 溫度傳感器
采用DALLAS公司的溫度傳感器DS18B20作為溫度采集器件，DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由64位ROM、溫度靈敏元件、內(nèi)部存儲(chǔ)器和配置寄存器4部分組成，如圖1所示。

(1)64位ROM。它的內(nèi)容是64位序列號(hào)，它可以被看作是該DS18B20的地址序列碼，其作用是使每個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。
(2)溫度靈敏元件。它完成對溫度的測量，測量后的結(jié)果存儲(chǔ)在2個(gè)8 b的溫度寄存器中。
(3)內(nèi)部存儲(chǔ)器。內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的E2PROM，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL以及配置寄存器。
DS18B20具有以下特點(diǎn)：
(1)獨(dú)特的單線接口方式，與單片機(jī)連接時(shí)僅需要一條口線；
(2)測溫范圍為-55～+125℃，在-10～+85℃范圍內(nèi)精度為±O．5℃；
(3)通過編程可實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字讀數(shù)方式；
(4)用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值；
(5)外圍電路簡單，使用時(shí)不需要外圍元件，可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3．0～5．5 V無需備用電源；
(6)DS18B20有TO-92、SOIC及CSP封裝，本測量儀選用DS18B20的外形及引腳排列如圖2所示，其中VDD為外接供電電源輸入端，GND為公共地，DQ為數(shù)字信號(hào)輸出端。

基于以上特點(diǎn)，采用DS18B2使得硬件消耗更少，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，價(jià)格更便宜，體積更小。