自制可测量液体温度的数显温度计(DS18B20)

作者 刘作新 来源 《无线电》杂志 2009.02
发布时间 2011-01-03

  以半导体温度传感器为核心的电子数显温度计,具有读数直观方便、测温响应速度快、测量准确、分辨率高的特点,也避免了传统温度计中水银对环境的污染;尤其是以DS18B20为代表的数字温度传感器,其直接将温度测量值转换为数字量输出,便于与单片机接口读取、显示测温数值。对于DS18B20的使用不少电子专业刊物已有介绍,但是大部分是在单片机实验板上进行的,或是作为温控系统中的一部分得到应用。这些应用都无法成为一个实用的数显温度计"产品"独立使用,并且功能单一,如只能测试正温度,没有温度报警功能,不能测试液体温度等。笔者在教学实践中设计制作了一款以DS18B20为核心的实用数显温度计,其实物照片如图1所示。

自制实用数显温度计

本温度计有如下特点:
1.体积小巧,大小为120(长)×76(宽)×25(高),便于使用与携带。
2.采用一块普通的手机锂电池供电,可以反复充电使用,降低了使用成本,并且锂电池不会污染环境,绿色环保。
3.可以测试液体的温度,扩大了应用范围。
4.温度测量范围宽,从-55℃~+125℃。
5.具有温度上限报警功能,温度上限报警范围:0℃~100℃。
6.测温准确度为±0.5℃(在-10℃~+85℃范围内),分辨率为0.0625℃。

一、硬件电路分析

数显温度计的电路原理图如图2所示。

数显温度计电路原理图

在原理图中单片机IC1PIC16F84A完成以下5个任务:

1.通过软件控制RA0端口电平按照"1-线"总线规范的时序去改变,通过"1-线"总线对数字温度传感器IC2DS18B20发出复位、启动测温等指令,从而达到与数字温度传感器IC2通信的目的。

2.将IC2送来的二进制测温值通过数制转换程序转换为十进制数,完成数制转换。

3.对液晶显示屏LCD进行控制,实现测温值的数显。IC1的RA1至RA3端口对液晶显示屏LCD的读写进行控制,RB4至RB7端口将测温显示数据送到液晶显示屏的数据端口D4至D7端,实现温度值的数字显示;在这里液晶显示屏与单片机之间采用了4位接口模式,这样可以节约单片机有限的端口资源,显示屏不用的数据端口要悬空处理,否则会引起显示不正常。

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