Микропроцессорная техника в системах связи. Курсовой проект. Разработка цифрового термометра на основе датчика температуры DS18B20. Вариант 11

Разработка цифрового термометра на основе датчика температуры DS18B20

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2
1. Аналитический обзор микропроцессоров 6
2. Разработка структурной схемы устройства 13
3. Описание принципиальной схемы 14
4. Программное обеспечение 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
Список литературы 24




ВВЕДЕНИЕ

Задача по измерению и контролю температуры является одной из важных составляющих управления производством. Своевременное отслеживание температурных данных окружающей среды является одной из неотъемлемых и важных задач в современном мире. Данная задача решается термометрами, реализованными на различных принципах (ртутными, спиртовыми, механический или электронный). Для осуществления контроля температуры на удалении наиболее пригодным является электронный термометр позволяющий измерять температуру дистанционно, при этом в самом контролируемом помещении будет располагаться лишь термодатчик, а непосредственно на пункте контроля средство отображения информации (температуры). Такое средство отображения температуры может быть реализовано на базе жидкокристаллических дисплеев или семисегментных индикаторах.
Для управления и обработки информации между датчиком температуры и средством отображения информации используются различные микроконтроллеры.
При выполнении настоящей курсовой работы, в соответствии с вариантом задания при разработке цифрового термометра используется датчик температуры DS18B20 и микроконтроллер AduC842.
Микроконтроллер реализует управление датчиком DS18B20, считывание информации о температуре, преобразование информации к виду, необходимому для правильного отображения данных на индикаторе.
Датчик температуры DS18B20.
Данное устройство хорошо согласуются с микроконтроллером. Термодатчик DS1820 имеет следующие технические характеристики:
1) Использование интерфейсной шины данных 1-Wire для взаимодействия с управляющей системой;
2) Наличие уникального 64-битного последовательного идентификационного кода, расположенного во внутренней ROM-памяти и предназначенной для многоточечных систем, где необходимо адресовать конкретный датчик;
3) Напряжение питания составляет 3-5,5 В, что позволяет использовать его не только в 5-вольтовых системах, но и в 3,3 (большинство микроконтроллеров);
4) Диапазон измеряемой температуры составляет -55…+125оС;
5) Точность в ±0,5оС, правда это верно только для диапазона -10…+85оС;
6) Разрешение преобразования определяется пользователем и составляет 9…12 бит;
7) Имеет внутренние регистры триггеров верхнего и нижнего порогов срабатывания с вырабатыванием сигнала тревоги для систем, использующих термостатическую логику работы.
Термодатчик типа DS18B20 имеет возможность измерять температуру с четырьмя уровнями погрешности - 0,5; 0,25; 0,0625°С. При этом максимальное время измерения для каждого уровня составляет соответственно 93,75; 187,5; 375; 750 мс. Необходимая погрешность измерения может быть задана при инициализации термодатчика.
Термодатчики выпускают в двух типах корпусов (рис.1): ТО-92 и SOIC.

Рисунок 1. Типы корпусов термодатчиков DS18B20
Основные функциональные возможности DS18B20 - его температурный преобразователь.
Чтобы начать температурное измерение и преобразование, ведущий должен подать команду начала конвертирования температуры [0х44]. После конвертирования, полученные данные запоминаются в 2-байтовом регистре температуры в оперативной памяти, и DS18B20 возвращается к неактивному состоянию. Если DS18B20 включен с внешним питанием, ведущий может контролировать конвертирование температуры (после команды [0х44]) по состоянию шины. DS18B20 будет формировать (ответ на слот времени чтения от устройства управления) логический "0" когда происходит температурное преобразование. И логическую "1", когда конвертирование выполнено. Если DS18B20 включен с паразитным питанием, эта технология уведомления не может быть использована, так как шину нужно подать высокий уровень (напряжение питания) в течение всего времени температурного преобразования. В этом случае устройство управления должно самостоятельно контролировать время конвертирования.
Выходные температурные данные DS18B20 калиброваны в градусах Цельсия. Температурные данные запоминаются как 16-битовое число со знаком (см. рис. 2). Биты признака (S) указывают, является ли температура положительная или отрицательная: для положительных S = 0, а для отрицательных чисел S = 1. Если DS18B20 будет настроен для конвертирования 12-битной разрешения, то все биты в температурном регистре будут содержать действительные данные. Для 11-битной разрешающей способности, бит 0 не определён. Для 10-битной разрешающей способности, биты 1 и 0 неопределенны, и для 9 битной разрешающей способности 2, 1 и 0 неопределённы.
ROM-команды DS18B20 (таб.1).
Эти команды должны следовать за последовательностью инициализации и содержат инструкции поиска соответствующего датчика и т.д. Разрядность каждой команды 8бит. После выполнения соответствующей команды можно передать функциональную команду датчику.

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Микропроцессорная техника в системах связи (ДВ 1.2)
Вид работы: Курсовая работа.
Оценка:Зачет
Дата оценки: 03.09.2020
Рецензия:Уважаемый ,

Борисов Александр Васильевич