基于C51单片机数字温度计设计制作

P3.5 T1 P3.6 /WR 记时器1外部输入 外部数据存储器写选通 P3.7 /RD 外部数据存储器读选通 P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。

第二节 数字温度传感器DS18B20

一、DS18B20的主要特性

适应电压范围更宽，电压范围为3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处

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理器与DS18B20的双向通讯。

DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。

DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。

温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。

可编程 的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。

在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快。

测量结果直接输出数字温度信号，以\一线总线\串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。

负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

二、DS18B20的内部结构

图3-2为DS18B20的内部结构图，表示出了 DS1820 的主要部件。DS1820 有三个主要数字部件：1）64 位激光 ROM，2）温度传感器，3）非易失性温度报警触发器 TH 和 TL。器件用如下方式从单线通讯线上汲取能量：在信号线处于高电平期间把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。DS1820 也可用外部 5V 电源供电源供电。

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三、DS18B20工作原理

低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。

第三节 复位电路的设计

单片机的复位电路如图3-3所示。该复位电路采用手动复位与上电复位相结合的方式。当按下按键S1时，VCC通过R2电阻给复位输入端口一个高电平，实现复位功能，即手动复位。上电复位就是VCC通过电阻R2和电容C构成回路，该回路是一个对电容C1充电和放电的电路，所以复位端口得到一个周期性变化的电压值，并且有一定时间的电压值高于CPU复位电压，实现上电复位功能。

图3-3单片机的复位电路

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第四节 功能键

上电后,进入上限值设置,此时D4灯发光，通过加减、切换位和负号键可以设置温度值，设置好后按确定键进入下限设置，下限设置好之后按下确定键进入温度采集部分，并显示当前温度，此过程中，再次按下确定键可进入设置环境。

功能键部分连接图如图3-4所示：

图3-4 功能键部分连接图

第五节 数码管串口显示

此次的设计要求数码管采用串口进行数据传输，所以使单片机串口工作在方式0，即8位移位寄存器输入／输出方式，外接移位寄存器74LS164以扩展I／O端口。方式 0的输出是8位串行数据，通过移位寄存器可将8位串行数据变成8位并行数据输出，引脚RXD[P3．0]和TXD[P3．1]分别作74ls164的数据输入端和同步时钟脉冲输入端。每一个时钟信号的上升沿加到74LS164的CP端时，移位寄存器将串口输出的数据移入一位，8个时钟脉冲过后串口输出的8位二进制数全部移入第一片74LS164，通过Q0-Q7并行输出。

使用这种方法单片机中CPU的开销小。通过串口外接串并转换器74LS164，扩展并行的I／O口。需要几个数码管就扩展几个并行接口，74L164的13（Q7）接下一位移

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