ds18b20的温度测试系统(附件)【字数：14285】
摘 要摘 要在现代工业生产或日常生活中，各种各样的温度测试系统应用范围越来越广。传统的温度采集方式是采用热电偶或热电阻，由于其输出为模拟信号，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连接，使得硬件电路结构比较复杂，制作成本高。随着半导体技术的飞速发展，以美国DALLS公司生产的DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器得到了广泛应用。DS18B20具有直接输出温度数字量，无需外接复杂的A/D转换电路的特点，从而简化了系统硬件构造和软件编程。所以，该课题是设计一种基于PIC16F877A单片机与DS18B20的温度测试系统，设计思路是采用模块化设计，整个温度测试系统主要由5个模块组成温度采集模块，单片机控制模块，温度显示模块，蜂鸣器报警模块和上位机模块。每个模块设计又分为硬件设计和软件设计。由于设计基础是TX-5A开发板，所以不需进行硬件设计，但硬件电路的分析是必不可少的，以便于后面的软件设计。在每个模块设计完成后，将模块进行集成，完成温度测试系统的设计。 通过温度测试系统的硬件电路分析和软件程序设计，使该系统可以实现温度的采集、显示、报警和上位机通信功能。系统由温度传感器DS18B20采集温度，然后将温度直接转变成数字信号送入PIC16F877A单片机进行实时处理，通过6位8段共阴极数码管将温度显示出来，超过温度报警值上下限则蜂鸣器开始报警。另外，采集结果又通过RS-232串口送入VB6.0编写的上位机软件中进行温度显示，并且实现曲线反映实时温度变化的功能。关键词温度测试系统、DS18B20、模块化设计、上位机控制
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 国内外发展现状和趋势 1
1.3 论文主要内容安排 3
1.4 本章小结 3
第二章 系统的总体方案设计 4
2.1 系统功能及设计要求 4
2.2 系统设计方案的确定 4
2.2.1 温度采集模块 4
2.2.2 单片机控制模块 4
2.2.3 温度显示模块 5
2.2.4 声音报警模块 5
2.2.5 上位机模块 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
5
2.3 系统总体框图 5
2.4本章小结 6
第三章 系统硬件介绍及电路分析 7
3.1 DS18B20温度传感器介绍 7
3.1.1 DS18B20特性 7
3.1.2 引脚介绍 7
3.1.3 测温原理 8
3.2 PIC16F877A单片机介绍 9
3.2.1 PIC16F877A单片机主要特性 9
3.2.2 PIC16F877A单片机参数 10
3.2.3 PIC16F877A单片机引脚介绍 10
3.3 硬件电路分析 11
3.3.1 DS18B20传感器与单片机的接口电路 11
3.3.2数码管与单片机的接口电路 12
3.3.3 串口通信和单片机的接口电路 13
3.3.4其他接口电路 14
3.4 本章总结 15
第四章 单片机程序设计 16
4.1 主程序设计方案 16
4.2 DS18B20的工作时序 17
4.2.1 初始化 17
4.2.2 DS18B20写数据 18
4.2.3 DS18B20读数据 19
4.3 数码管显示程序 20
4.4 串口通信程序 22
4.5 本章小结 23
第五章 上位机软件设计 24
5.1 VB6.0实现串行通信方法 24
5.2上位机程序设计 24
5.2.1 新建工程并添加MSComm控件? 24
5.2.2添加其他控件并设置属性? 25
5.2.3添加代码 26
5.2.4运行上位机程序 26
5.3本章小结 27
第六章 系统调试 28
6.1 硬件调试? 28
6.2 软件调试? 28
6.2.1 数码管显示程序调试 28
6.2.2 温度采集显示程序调试 29
6.2.3 蜂鸣器报警程序调试 29
6.2.4 串口通信程序调试 30
6.2.5 系统调试 30
6.3 本章小结 31
总结与展望 32
致谢 34
参考文献 35
附录 37
上位机程序源代码 37
第一章 绪论
本章主要先介绍本次设计的研究课题，也就是基于DS18B20的温度测试系统研究目的和意义，然后简要说明国内外目前温度传感器的发展现状以及未来的发展趋势，以证明我们研究的必要性和先进性。
1.1 课题研究的目的和意义
温度是表征物体冷热程度的物理量。温度在工业生产和日常生活中、现代科学研究以及高新技术研发过程中都是一个非常普遍而又很重要的参数。因此，在很多领域中，对于这个温度的测量与控制就显得尤为重要，特别是在纺织工业、冶金制造、化工生产、食品检验、温室植物种植，汽车零件制造以及气象预报和科研项目等许多地方，都具有举足轻重的作用。传统的温度传感器大多数是以热电阻或热电偶等为敏感元件，这些传感器的输出信号与温差存在一定的线性函数关系，所以必须要经外接 A/D电路转换才可以得到数字信号，然后才能与单片机等微处理器连接[1]。此期间，模拟信号在传输和转换时易受到外部电路的干扰，这就会使得误差增大，而且硬件电路较为复杂，制作成本较高。
美国达拉斯半导体公司生产出的一种新型的智能温度传感器DS18B20，它采用先进的单总线技术，尤其它还可以直接将被测温度值转换成数字信号直接发送给单片机。其超小的体积，超低的硬件成本，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得DS18B20一面世就得到了广泛应用。分析以上因素后,不管是从性能、应用难度还是经济性等各个方面考虑,将采用DS18B20作为本次温度测试系统的温度传感器。
本次设计的系统就是以DS18B20智能传感器作为采集前端，采集的温度数字信号在经过PIC16F877A单片机处理后，通过6位8段数码管将温度值显示出来。当实际温度超过设定的温度报警值上下限时，则蜂鸣器就会开始报警。并且采用RS232串口通信，把温度显示在VB6.0编写的上位机界面上，同时，上位机可以显示温度实时变化的曲线。本设计综合了传感器技术、电子信息、微机原理与应用和计算机技术等专业领域各方面的知识，具有综合性，科学性和代表性，可全面检验和促进我们的理论素养和专业能力。
1.2 国内外发展现状和趋势
通过近年来温度传感器技术、集成电路技术、计算机技术和微电子技术的飞速发展,温度测量技术也随着得到了改进和完善。温度测量的研究历史很长,所使用过的传感器也经历过多次更新换代。温度传感器的发展历程大致可以分为三个阶段:分立式温度传感器，模拟集成温度传感器，智能温度传感器[2]。
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 国内外发展现状和趋势 1
1.3 论文主要内容安排 3
1.4 本章小结 3
第二章 系统的总体方案设计 4
2.1 系统功能及设计要求 4
2.2 系统设计方案的确定 4
2.2.1 温度采集模块 4
2.2.2 单片机控制模块 4
2.2.3 温度显示模块 5
2.2.4 声音报警模块 5
2.2.5 上位机模块 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
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2.3 系统总体框图 5
2.4本章小结 6
第三章 系统硬件介绍及电路分析 7
3.1 DS18B20温度传感器介绍 7
3.1.1 DS18B20特性 7
3.1.2 引脚介绍 7
3.1.3 测温原理 8
3.2 PIC16F877A单片机介绍 9
3.2.1 PIC16F877A单片机主要特性 9
3.2.2 PIC16F877A单片机参数 10
3.2.3 PIC16F877A单片机引脚介绍 10
3.3 硬件电路分析 11
3.3.1 DS18B20传感器与单片机的接口电路 11
3.3.2数码管与单片机的接口电路 12
3.3.3 串口通信和单片机的接口电路 13
3.3.4其他接口电路 14
3.4 本章总结 15
第四章 单片机程序设计 16
4.1 主程序设计方案 16
4.2 DS18B20的工作时序 17
4.2.1 初始化 17
4.2.2 DS18B20写数据 18
4.2.3 DS18B20读数据 19
4.3 数码管显示程序 20
4.4 串口通信程序 22
4.5 本章小结 23
第五章 上位机软件设计 24
5.1 VB6.0实现串行通信方法 24
5.2上位机程序设计 24
5.2.1 新建工程并添加MSComm控件? 24
5.2.2添加其他控件并设置属性? 25
5.2.3添加代码 26
5.2.4运行上位机程序 26
5.3本章小结 27
第六章 系统调试 28
6.1 硬件调试? 28
6.2 软件调试? 28
6.2.1 数码管显示程序调试 28
6.2.2 温度采集显示程序调试 29
6.2.3 蜂鸣器报警程序调试 29
6.2.4 串口通信程序调试 30
6.2.5 系统调试 30
6.3 本章小结 31
总结与展望 32
致谢 34
参考文献 35
附录 37
上位机程序源代码 37
第一章 绪论
本章主要先介绍本次设计的研究课题，也就是基于DS18B20的温度测试系统研究目的和意义，然后简要说明国内外目前温度传感器的发展现状以及未来的发展趋势，以证明我们研究的必要性和先进性。
1.1 课题研究的目的和意义
温度是表征物体冷热程度的物理量。温度在工业生产和日常生活中、现代科学研究以及高新技术研发过程中都是一个非常普遍而又很重要的参数。因此，在很多领域中，对于这个温度的测量与控制就显得尤为重要，特别是在纺织工业、冶金制造、化工生产、食品检验、温室植物种植，汽车零件制造以及气象预报和科研项目等许多地方，都具有举足轻重的作用。传统的温度传感器大多数是以热电阻或热电偶等为敏感元件，这些传感器的输出信号与温差存在一定的线性函数关系，所以必须要经外接 A/D电路转换才可以得到数字信号，然后才能与单片机等微处理器连接[1]。此期间，模拟信号在传输和转换时易受到外部电路的干扰，这就会使得误差增大，而且硬件电路较为复杂，制作成本较高。
美国达拉斯半导体公司生产出的一种新型的智能温度传感器DS18B20，它采用先进的单总线技术，尤其它还可以直接将被测温度值转换成数字信号直接发送给单片机。其超小的体积，超低的硬件成本，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得DS18B20一面世就得到了广泛应用。分析以上因素后,不管是从性能、应用难度还是经济性等各个方面考虑,将采用DS18B20作为本次温度测试系统的温度传感器。
本次设计的系统就是以DS18B20智能传感器作为采集前端，采集的温度数字信号在经过PIC16F877A单片机处理后，通过6位8段数码管将温度值显示出来。当实际温度超过设定的温度报警值上下限时，则蜂鸣器就会开始报警。并且采用RS232串口通信，把温度显示在VB6.0编写的上位机界面上，同时，上位机可以显示温度实时变化的曲线。本设计综合了传感器技术、电子信息、微机原理与应用和计算机技术等专业领域各方面的知识，具有综合性，科学性和代表性，可全面检验和促进我们的理论素养和专业能力。
1.2 国内外发展现状和趋势
通过近年来温度传感器技术、集成电路技术、计算机技术和微电子技术的飞速发展,温度测量技术也随着得到了改进和完善。温度测量的研究历史很长,所使用过的传感器也经历过多次更新换代。温度传感器的发展历程大致可以分为三个阶段:分立式温度传感器，模拟集成温度传感器，智能温度传感器[2]。
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