PLC-基于DS1820的室温监测装置的设计

摘要：DS1820是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验，介绍了DS1820数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图。
该系统由上位机和下位机两大部分组成。下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口，芯片使用了ATMEL公司的AT89C51单片机和DALLAS公司的DS1820数字温度传感器。温度检测是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。本次毕业设计充分考虑目前社会实际因应用中遇到的一些问题，并在设计中加以完善，正适应了社会上的需要，给出了解决问题的方法。由于水平有限，时间仓促，在设计过程中难免会有错误，请专家给予指正。

关键词：DS1820； AT89C51单片机； 温度测量；数字温度传感器； 

Based on DS1820 room temperature monitor installment design abstract
 DS1820 is one kind may the network high accuracy digital temperature sensor, because it has the single main line unique merit, may cause the user with ease to set up the sensor network, and may cause the multi-spot temperature survey electric circuit to become is simple, is reliable.This article unifies the actual use experience, introduced the DS1820 numeral temperature sensor under monolithic integrated circuit hardware connection and the software programming, and has given the software flow chart. This system and the lower position machine two major part is composed by on position machine.The lower position machine realization temperature examination and provided the standard RS232 correspondence connection, the chip has used ATMEL Corporation's AT89C51 monolithic integrated circuit and DALLAS Corporation's DS1820 numeral temperature sensor.The temperature examination is the modern examination technology important constituent, in guarantee aspects and so on product quality, frugal energy and safety in production is playing the key role.Because this graduation project full consideration the society actual in the application meets at present some questions, and perform in the design to consummate, just at the time of should society's in need, give has solved the question method.Because the level is limited, the time is hasty, can have the mistake unavoidably in the design process, asks the expert to give points out mistakes.    Key word: DS1820; AT89C51 monolithic integrated circuit; Temperature survey; Digital temperature sensor;

在工、农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制占据着极其重要地位。首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域：消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备之过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工具之组件的过热检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械…等设备温度过热检测。温度检测系统应用十分广阔。
本设计运用主从分布式思想，由一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统。该系统采用 RS-232串行通讯标准，通过上位机（PC）控制下位机（单片机）进行现场温度采集。温度值既可以送回主控PC进行数据处理，由显示器显示。也可以由下位机单独工作，实时显示当前各点的温度值，对各点进行控制。
下位机采用的是单片机基于数字温度传感器DS1820的系统。DS1820利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量，轻松的组建传感器网络，系统的抗干扰性好、设计灵活、方便，而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测场合。如粮食仓储系统、楼宇自动化系统、温控制程生产线之温度影像检测、医疗与健诊的温度测试、空调系统的温度检测、石化、机械…等。
基本功能以及技术要求：
1. 采用单片机进行室温的监测。
2. 对室温进行实时的显示；当室温达到报警设定值时，应能报警。
3. 能设定室温的报警值。
4. 室温的测量范围为0――100℃，测量精度0.1℃。
5. 当某处的实际室温超过设定的上下限时，该处的蜂鸣器报警。

基于DS1820的室温监测装置系统工作原理
在多点测温系统中，传统的测温方法是将模拟信号远距离采样进行AD转换，而为了获得较高的测温精度，就必须采用措施解决由长线传输，多点测量切换及放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题。采用数字温度芯片DS1820测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。在0—100摄氏度时，最大线形偏不大于1摄氏度。
采用温度芯片DS1820测量温度，可以体现系统芯片化这个趋势。部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。

DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介新的“一线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20、 DS1822 “一线总线”数字化温度传感器 同DS1820一样，DS18B20也 支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为± 2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。 DS18B20、 DS1822 的特性 DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！ DS1822与 DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。 继“一线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。

目  录
第一章  引言   ……………………………………………………………………………………1 
第二章  基于DS1820的室温监测装置系统的工作原理     …………………………………2
第三章  硬件结构     ……………………………………………………………………………4
3．1 开关电源及看门狗电路    …………………………………………………………………4
3．2 键盘及显示电路    …………………………………………………………………………5
3．3 温度测试电路    ……………………………………………………………………………7
3．4 串口控制电路      …………………………………………………………………………8
第四章  元器件的选择     ………………………………………………………………………9
4.1 电源部分     …………………………………………………………………………………9  
4.2 温度传感器的选择   …………………………………………………………………………9 
4.3 单片机    ……………………………………………………………………………………13 
4.4 看门狗监视芯片    …………………………………………………………………………13
4.5 声光报警    …………………………………………………………………………………14
4.6 继电器控制电路    …………………………………………………………………………14  
第五章  软件设计  ………………………………………………………………………………15
5.1 软件设计流程图    …………………………………………………………………………15
5.2 软件设计要求  ………………………………………………………………………………19
5.3 软件清单………………………………………………………………………………………20
第六章  DS1820使用中注意事项   ……………………………………………………………30
总结        ………………………………………………………………………………………31     
结束语         ………………………………………………………………………………32    致谢       ………………………………………………………………………………………33
参考文献    ………………………………………………………………………………………34