数字温度计论文数字温度计设计论文

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1、数字温度计论文数字温度计设计论文基于AT89C2051的数字温度计设计摘要:利用单片机AT89C2051作为控制器,以及用改进型智能温度传感器DS18B20作为温度采集器,设计了一款数字温度计。该数字温度计能够测出-55～+125℃之间的温度,与传统的温度计相比,具有读数方便、测温范围广、测温准确等特点,适合日常生活、工业生产和科学研究等领域对温度测量的需要。　　关键词:温度测量;DS18B20;AT89C2051;数字温度计　　DesignofDigitalThermometerBasedonAT89C2051　　ZHOUXue-ju

2、n　　(CollegeofPhysicalandElectronicInformation,Yan’anUniversity,Yan’an716000,China)　　Abstract:AdigitalthermometerwasdesignedwithAT89C2051MCUascontrollerandimprovedintelligenttemperaturesensorDS18B20astemperaturecollector.Thetemperaturebetween-55~+125℃canbemeasuredbythisdi

3、gitalthermo-meter.Comparedwiththetraditionalthermometer,thisdigitalthermometerhasfeaturesofconvenientreading,widerangetemperaturemeasurement,accuratetemperaturemeasurementandsoon,itissuitablefortherequirementoftemperaturemeasurementindailylife,industrialproductionandscie

4、ntificresearchfields.　　Keywords:temperaturemeasurement;DS18B20;AT89C2051;digitalthermometer　　收稿日期:2010-04-09　　单片机控制已成为今天电子设计追求的目标之一[1-5],本文将这种控制技术应用于温度测量中。AT89C2051是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机[6-7],片内含有2KB的反复擦写的只读程序存储器和128B的随机存取数据存储器(RAM)。美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传

5、感器,属于新一代适配微处理器的智能传感器[8-9]。数字温度计是以DS18B20为检测元件,由AT89C2051作为主控制器的温度计,具有功耗低、结构简单、读数方便、测温范围广、测温准确的特点。　　1电路构成及工作原理　　1.1硬件设计　　由AT89C2051构成的温度计主要由三部分组成:DS18B20温度传感器、单片机AT89C2051、由LED数码管构成的显示模块。其系统原理框图如图1所示。DS18B20作为单片机AT89C2051的外部信号源,把所采集到的温度转换为数字信号,通过I/O接口传给2051,2051启动ROM内的控制程

6、序驱动LED数码管,通过I/O接口和数据线(单片机和数码管的接口)把数据传送给数码管,将采集到的温度显示出来。　　图1温度计原理框图　　1.2总电路图　　基于AT89C2051的温度测量系统电路图把温度转化成带符号的数字信号(以十六位补码形式,占两个字节),若采用带屏蔽的双绞电缆线,连线的长度可以达到150m,输出脚I/O直接与单片机的P3.4相连,R1为上拉电阻,传感器采用外部电源供电。AT89C2051是整个系统的核心部分,内含2KB的FLASHROM,用户程序存放在这里。显示器模块由四位一体的共阳数码管和四个9012组成。系统程序

7、分传感器控制程序和显示器程序两部分,传感器控制程序是按照DS18B20的通信协议编制。系统的工作是在程序控制下,完成对传感器的读写和对温度的显示。　　产品的主要技术指标:测量范围:-55～+125℃,测量精度:0.5℃;反应时间小于等于500ms。　　2软件设计　　2.1采集模块　　该模块选用单线温度传感器DS18B20完成温度采集。单片机AT89C51对DS18B20访问流程如下:先对DS18B20初始化,再进行ROM操作命令,最后才能对存储器操作。DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。根据DS18B20的通讯

8、协议,需经三个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行复位,复位成功后发送一条ROM指令(指令代码CCH)并置标志位,根据标志位来判断是否初始化成功,最后发送RAM指令(指令代码44H)DS18B20开