基于单片机数字温度计的设计

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1、基于单片机数字温度计的设计摘要：本文综述了数字温度计的设计与制作过程，介绍了设计制作一个完整的数字温度计需要做的准备与制作过程，通过一段时间的努力制作，从刚开始透彻理解题目要求及所要设计的产品的各项性能功能，然后觉得利用单片机作为控制内核，其次主要的就是温度传感器DS18B20，及其他重要部分电路的配合下设计出一套完整的硬件系统，及它的灵魂软件系统。得到了一种基于单片机控制的数字温度计。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，该设计控制器使用

2、单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。关键词：单片机，数字控制，温度计，DS18B20，AT89S51目录前言4第一章系统方案设计51.1温度测量系统功能描述51.2系统设计性能指标51.3DS18B20工作原理61.3.1性能特点61.3.2外部结构61.3.3内部结构71.3.4DS18B20测温原理91.4AT89C51简介101.5显示部分11第二章系统硬件电路设计152.1DS18B20温度传感器的连接152

3、.2单片机端口连接15第三章系统软件设计173.1主程序173.2读出温度子程序183.3温度转换命令子程序193.4计算温度子程序203.5显示数据刷新子程序20第四章系统调试及仿真354.1系统程序调试354.2系统软硬件仿真35第五章总结39参考文献40前言在一些温度测量系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成A／D转换器能接收的模拟量，再经过采样／保持电路进行A／D转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。但是由于传统的信号调理电路实现复杂、

4、易受干扰、不易控制且精度不高。本温度测量仪采用单片机结合DS18B20智能温度传感器控制系统设计，因此，本系统用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和A／D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。第一章系统方案设计1.1温度测量系统功能描述采用8051单片机和温度传感器DS18B20设计一种数字温度计，测温范围为-55到128℃，由按键设定温度报警上下限值TH和TL，采用点陈字符液晶模块作为数字温度计的显示部分，分两行显示，第

5、一行显示工作状态，正常时显示“DS18B20OK”，不正常时显示“DS18B20ERROR”；第二行显示实测温度值和状态符号，“>H”表示实测温度值大于温度报警值TH，“

6、制器，测温电路和显示电路。温度测量仪总体电路结构框图如图1.1所示。图1.1温度测量仪电路结构框图本温度测量仪设计采用美国DALLAS半导体公司的智能型传感器DS18B20作为检测元件，测温范围限制在-55－125℃。DS18B20可以直接读出被测量温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。系统硬件电路由单片机AT89C51、字符液晶显示器LM016L和1k×8的排阻构成。单片机实现对LCD命令和显示数据的读写控制功能。1.3DS18B20工作原理一、性能特点DS

7、18B20温度传感器与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9—12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：a.独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；b.多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能；c.不需要外部器件d.可通过数据线供电，电压范围为3.0—5.5V；e.零待机功耗；f.温度以9—12位数字量读出；g.用户可定义的非易失性温度报警设置；h.报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度的器件；i.负电压特性，电源极性接反

8、时，温度计不会因发热而烧毁，只是不能正常工作；二、外部结构DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装。引脚排列及说明如图1.2与表1.1所示。图1.2DS18B20引脚排列表1.1详细引脚说明三、内部结构内部结构框图如图1.3所示。图1.3DS18B20内部结构框图高速暂存RAM的结构为9字节的存储器，第5字节为配置寄存器，其内容用于确定温度值的数字转换分辨率，该字节的定义如图1.4所示，其中，低5位一直为1；TM