基于单片机的数字温度计设计（课程设计有电路图和程序）

学 号： 2006004071

课程设计

题 目 学 院 专 业 班 级 学生姓名

数字式温度计设计

计信学院 测控技术与仪器

2006级2班

徐 春

数字式温度计设计

组长：徐春 2006004071

组员：蒋薇薇 2006004041 张静 2006004039 雷小利 2006004042

叶赛虎 2006004068 杨欣 2006004012

摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。

关键词：单片机，数字控制，温度计， DS18B20，AT89S52

0 引言

随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

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，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89S52，测温传感器使用DS18B20，用3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

1、设计方案

本设计方案的选择主要是感温元件的选择，经查阅资料，IC式感温器在市场上应用比较广泛的有以下几种：

(1)AD590：电流输出型的测温组件，温度每升高1摄氏度K(凯式温度)，电流增1uA，温度测量范围在-55℃～150℃之间。其所采集到的数据需经A/D转换，才能得到实际的温度值。．

(2)DSl8B20：除了测量温度外，它还可以把温度值以数字的方式(9Bit)送出，温度送出的精度为O.5℃，温度测量范围在-55℃～125℃之间，可以做恒温控制。

(3)SMARTEC感温组件：这是一只3个管脚感温IC，温度测量范围在—45℃～

130。C。误差可以保持在0．7℃以内。

本设计选用DSl8820感温IC，这是因其性能参数符合设计要求，接口简单，内部集成了A／D转换，测温更简便，精度也较高，反应速度快，且经过市场考察，该芯片易购买，使用方便。

本电路主要由以下三大模块组成。 模块一：DSl8B20芯片。

实现功能：实现温度的采集和模拟量与数字量的转换，采集后的数据经过芯片内部模数转换后通过一个单总线传送到单片机的信号输入口。

模块二：AT89S52单片机。

实现功能：通过程序开发并输入到单片机，使其具备一定的数据处理能力，同时通过对DSl8B20芯片的读和写把检测到的数据转换成编码写到AT89S52单片机中，再通过单片机的输出口输出数据经过控制由LCDl602动态显示出来。

模块三：LCDl602。

实现功能：将单片机输出的数据进行动态显示。

2、DSl8B20芯片

美国DALLAS生产的DSl8B20，将各种数字转换电路都集成在一起，省去了电路中的转换、放大等单元，节约了大量的引线和控制通道切换的逻辑电路，DS18B20内部主要由四部分组成：暂态存储器、64位ROM、温度传感器及温度报警触发装置；DSl8B20的测量温度范围从一55℃～+125℃，所以在实际的应用中具有极高的性价比。 2.1性能特点

1)在一10℃～+85℃范围内，DSl8B20具有±O．5℃的精度。

2)独特的寄生电源供电方式和外接电源供电方式并存，且供电范围为3．0V～5．5V。

3)具有可编程的9～12位温度转换精度。

4)采用“一线总线”结构，且处理只要一只I／0端口就可以实现多点测温，节省硬件资源。

5)内部设有程序设置寄存器，可用来设置各种参数：分辨率、报警温度等。

2.2 DSl8B20的内部存储器

由图1可以看到，Dsl8820的内部存储器是由8个单元组成，其中第0、1个存放测量温度值，第2、3分别存放报警温度的上下限值，第4单元为配置单元，5、6、7单元在DSl8820这里没有被用到。对于第4个寄存器，用户可以设置温度转换精度，系统默认12bit转换精度，相当于十进制的0．0625℃，其转换时间大约为750磷。具体见表l。

图1 内部存储器结构图

R1 0 0 1 1 R0 0 1 0 1 转换精度（16进制） 转换精度（十进制） 转换时间 9bit 10bit 11bit 12bit 表1 温度精度配置

0.5 0.25 0.125 0.0625 93.75ms 187.5ms 375ms 750ms 由于DS18B20采用的“一线总线”结构，所以数据的传输与命令的通讯只要通过微处理器的一根双向I／o口就可以实现。DSl8B20约定在每次通信前必须对其复位，具体的复位时序如图2所示。