Курсовая работа: Подключение нескольких датчиков температуры DS18B20 к Arduino

СОДЕРЖАНИЕ Введение..................................................................................................................................... 4

1. Разработка электронной схемы и подбор элементов............................................ 5
   1. Анализ технического задания............................................................................... 5
   2. Назначение и принцип действия устройства........................................................ 6
   3. Выбор аппаратных компонентов и элементной базы.......................................... 7
      1. Описание используемого микроконтроллера................................................... 7
      2. Описание используемого LCD дисплея............................................................. 9
      3. Описание используемых датчиков температуры DS18B20............................ 11
      4. Описание используемого резистора................................................................ 13
2. Реализация проекта............................................................................................... 15
   1. Выбор среды программирования....................................................................... 15
   2. Разработка алгоритма......................................................................................... 16
   3. Реализация аппаратной и программной части в эмуляторе.............................. 23

Заключение................................................................................................................ 31

Список литературы................................................................................................... 32

Приложение А Принципиальная электрическая схема устройства Приложение Б Структурная схема

Приложение В Алгоритм работы устройства

ВВЕДЕНИЕ

В современных системах автоматизации, мониторинга окружающей среды и умного дома всё чаще возникает необходимость одновременного измерения температуры в нескольких точках. Для решения такой задачи идеально подходят цифровые датчики температуры DS18B20, работающие по протоколу 1-Wire.

В рамках данного курсового проекта рассматривается подключение трёх водонепроницаемых датчиков температуры DS18B20 к плате Arduino Uno. Несмотря на теоретическую возможность подключения до 1024 устройств по шине 1-Wire, на практике ограничения накладываются длиной линии, ёмкостью шины и особенностями питания. В нашем случае реализуется базовая, но функциональная система, способная считывать и отображать текущие значения температуры с каждого из трёх датчиков как в последовательном порту, так и на жидкокристаллическом дисплее 16×2. Каждый датчик имеет уникальный 64-битный адрес, что позволяет идентифицировать его в общей шине и корректно обрабатывать данные.

Проект демонстрирует ключевые аспекты работы с 1-Wire устройствами: сканирование шины, определение адресов подключённых датчиков, настройку разрешения измерений (до 12 бит) и циклическое считывание температурных данных. Для упрощения программной реализации используются проверенные библиотеки OneWire и DallasTemperature, которые скрывают сложность низкоуровневого взаимодействия с датчиками. Результаты измерений выводятся поочерёдно на ЖК- дисплей с интервалом в 2 секунды, что позволяет наглядно наблюдать за температурой в разных точках пространства.

Таким образом, данный проект не только решает практическую задачу многоточечного измерения температуры, но и служит учебным примером эффективного использования шины 1-Wire в микроконтроллерных системах на базе Arduino.