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基于NTC和DS18B20的USB温度数据采集记录器

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简介

板载USB插口,低成本模拟信号和数字信号温度传感器采集温度记录器,配套LabVIEW上位机。实现对温度单次/按键触发采集,温度数据记录以及读取功能。通过表格对比两种USB温度数据采集记录器的详细信息。

简介:板载USB插口,低成本模拟信号和数字信号温度传感器采集温度记录器,配套LabVIEW上位机。实现对温度单次/按键触发采集,温度数据记录以及读取功能。通过表格对比两种USB温度数据采集记录器的详细信息。

开源协议

GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)
创建时间:2025-05-16 21:30:25更新时间:2025-06-12 10:44:03

描述

详细对比项 USB-NTC热敏电阻测温数据记录器 USB-DS18B20测温数据记录器

 

实物图

 

测温原理 NTC热敏电阻分压输出模拟信号并转换为温度数据 DS18B20一线通信数字信号直接输出温度数据
相同点

均采用2,0mm板厚PCB直插USB端口方式与电脑供电通信,均采用AI8H2K12U单片机作为主控,均可响应USB通信并采集温度返回,LED采集指示灯,按键控制采集温度功能

 插入记录器至USB端口,运行上位机后,自动根据上位机设定的采集间隔采集更新温度数据至上位机。

默认板厚为1.6mm无法直接插入固定在USB端口,如果不想打2.0mm厚的PCB板可在PCB背面垫一个塑料片。

详细测温功能说明 单次按下按键立即向USB串口发送本次采集的温度数据;或者上位机软件手动向USB记录器发送数据,即可自动返回本次采集的温度数据

上位机软件手动向USB记录器发送任意数据,即可自动返回本次采集的温度数据;

自动计时每1s即执行中断程序使DS18B20采集温度并储存在单片机的EEPROM(划分了4KB空间用于储存温度数据)

长按KEY按键3秒以上自动将储存在EEPROM中的温度数据发送至USB串口。

labview上位机对比

图为定时模式;按键模式显示与定时模式相同,只不过采集温度改为按键控制采集;

按键模式时,需要手动单次按下KEY,则采集一次温度数据发送到上位机并更新一次显示在图表上(下位机未做历史温度数据的储存记录,可在上位机手动保存温度数据)

定时模式与NTC温度采集记录系统相同;图为按键模式,长按KEY时,显示如上,输出采集序号和对应温度,以及对应dt=1s

按键模式时,需要长按3秒以上,则将EEPROM内温度数据一次性发至上位机并一次性更新其历史温度曲线(下位机自带1s定时采集温度并存在单片机EEPROM中)

串口助手调试图

单次按KEY键或者发送串口调试端发送任意数据至硬件即可返回本次采集的温度值,每采集一次亮一次灯(上图为单次按KEY键返回的温度数据)

串口调试端发送任意数据至硬件即可返回本次采集的温度值,每采集一次亮一次灯;

每隔1S LED闪一次表明采集一次温度并保存至EEPROM中;

长按KEY按键3秒以上则将EEPROM内暂存的温度数据一次性读出(如上图为手动发送任意数据至USB硬件返回的温度数据(第一排);长按KEY返回的保存的温度数据(第二排及之后))。

目前存在可改进的地方 NTC由于直接贴片在PCB板上,手操作时容易使测量的温度数据偏高;可将NTC热敏电阻单独接出减少操作影响。 DS18B20是三脚插件,离PCB板有一定距离,因此受到手操作引起的温升小。但也存在测温点固定,移动不方便的问题,可单独引出DS18B20接线。
核心温度采集原理图

RT端口输出模拟电压信号,再根据热敏电阻温度转换公式换算出当前温度值。

集成的数字信号温度传感器,直接输出温度的高低电平数字信号,其中上拉电阻可不焊接,直接设置单片机对应DQ端口在ISP软件内高级配置上拉电阻。

核心KEIL代码截图

包含USB发送函数和ADC转换读取和温度换算函数

包含定时器中断函数,DS18B20温度采集函数,USB发送函数和EEPROM读写函数

(更改定时采集间隔可在keil程序中修改中断服务函数的count变量。)

注意事项

1.焊接时直接用热风枪加锡膏焊接元器件即可;

2.烧录时按着KEY按键,并插入USB端口,ISP显示USB-Writer时松开,选择IRC频率为11.0592MHz进行烧录HEX文件;

3.小彩蛋:PCB板预留小孔便于穿绳随身携带

 

1.焊接时先用热风枪加锡膏焊接贴片元器件,之后用电烙铁和焊锡丝焊接DS18B20和下载排针插件器件,DS18B20管脚距离比较近,主要不要锡粘连;

2.烧录时按将USB端口处的+5V TXD RXD GND端口分别连接至USB-TTL模块(下载器),并插入USB端口,ISP选择正确烧录COM端口号后,选择IRC频率为12MHz,EEPROM大小设置4K,进行烧录HEX文件;

3.由于单片机的EEPROM空间限制,目前记录器只保存400组温度数据,可单独另外拓展储存芯片来存温度数据。

4.DS18B20温度传感器可正面插背面插(本项目实物图是在背面插),但一定要注意接线端正负极正确匹配。

成品图如下:

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

BOM

暂无BOM

3D模型

序号文件名称下载次数
暂无数据

附件

序号文件名称下载次数
1
DS18B20-USB-TempAcq -KEIL.zip
19
2
NTC-USB-TempAcq-KEIL.zip
16
3
DS18B20-温度采集记录系统labview上位机.vi
13
4
NTC-温度采集记录系统labview上位机.vi
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