基于单片机AT89C51数字温度计的设计

摘 要

随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的精确度和准确度的要求都有了很大的增长，而如何准确和迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息技术的发展水平。

目前的智能温度传感器（亦称为数字温度传感器）是在20世纪90年代问世的，是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）的结合。它的特点是能输出温度数据和相关的温度控制量，适合各种微控制器（MCU）。社会的发展使得人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础之上从模拟到数字式，从集成化到智能化、网络化的发展，并且朝着多功能。高精度、总线标准化、高安全性和可靠性、开发网络传感器和虚拟传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征和控制方法，并对以此传感器，89C51单片机为控制器构成的数字温度计测量装置的工作原理和程序设计做了详细的介绍。和传统的温度计相比它具有测量广泛，读数方便，测温准确，输出温度采用数字显示，主要用于对测温要求比较准确的场所，或者是科研实验室使用。该设计控制器使用ATMEL公司的AT89S51单片机，测温传感器使用DALLAS公司的DS18B20，用液晶显示器来实现温度显示。

关键词：18B20 单片机 LED

ABSTRACT

With the development of science and technology, precision and accuracy of modern society on various parameters of information requirements, there has been a lot of growth, and how accurate and fast access to these parameters will need to be subject to the level of development of modern information technology.

Current smart temperature sensor (also referred to as digital temperature sensor) is launched in in the 1990 of the 20th century, is micro-electronics technology, computer technology and automated testing technologies (ATE) combination. It features the output temperature data and related temperature control, suitable for various microcontroller (MCU). Society tends to make people's requirements have become more sophisticated about sensors, temperature sensors are now based on single-chip industry from analog to digital, from integration to the development of intelligent, networked, and versatile. High accuracy, standardization, high security and reliability, to develop bus networks sensors and virtual sensors, development of single-chip microcomputer temperature measuring system and the rapid development of high technology. This article describes the architecture of intelligent integrated temperature sensor DS18B20 feature and control method, and with this sensor, 89S51 single-chip controller working principle and design of a digital thermometer measurement unit is introduced in detail. And it has measured a wide range than traditional thermometers, reading, accuracy of temperature measurement, the output temperature with digital display, place used primarily for accurate temperature measurement requirements, or a research laboratory. The design of controller using ATMEL's AT89S51 single-chip, DS18B20 temperature sensor using the DALLAS company, realizes with the LCD temperature display.

Keywords: 18B20 Single-chip microcomputer LED

目 录

第1章 前 言 ...................................................................................................................... 1 第2章 数字温度计总体设计方案 ...................................................................................... 2 2.1数字温度计设计方案 ..................................................................................................... 2 2.2总体设计框图 ................................................................................................................. 2 第3章 数字温度计硬件设计 .............................................................................................. 3 3.1主控制器AT89C51 ........................................................................................................ 3 3.1.1 AT89C51的特点及特性： ...................................................................................... 3 3.1.2管脚功能说明： ...................................................................................................... 3 3.1.3片内振荡器： .......................................................................................................... 5 3.1.4芯片擦除： .............................................................................................................. 6 3.2单片机主板电路 ............................................................................................................. 7 3.3温度采集部分的设计 ..................................................................................................... 7 3.3.1温度传感器DS18B20 ............................................................................................. 7 3.4显示部分电路设计 ....................................................................................................... 12 3.4.1 74LS164引脚功能及特性 .................................................................................... 13 3.4.2温度显示电路 ........................................................................................................ 13 3.5 报警系统电路 .............................................................................................................. 14 第4章 数字温度计的软件设计 ........................................................................................ 16 4.1系统软件设计的流程图 ............................................................................................... 16 4.2 数字温度计部分程序清单 .......................................................................................... 18 结 论 ................................................................................................................................ 24 致 谢 ................................................................................................................................ 25 参考文献 ................................................................................................................................ 26

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第1章 前 言

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。

现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现。能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差，所以传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点。

本设计是测温电路，首先要选用高性能的AT89C51单片机，保证在恶劣的工业环境下能正常运行。单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计要求，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。测温传感器使用二极管结电压变化的数值进而转化成温度的变化，将被测量温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可用单片机进行数据的处理，在显示电路上就可将被测温度显示出来。这种设计电路简单，软件设计业比较简单。在单片机设计电路中大多都是使用传感器，这很容易做到，所以用一只温度传感器DS18B20，它可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，这样可以满足设计条件【1】。

数字式温度计的设计将给人们的生活带来很大的方便，为人们生活水平的提高做出了贡献。数字温度计在以后将应用于我们生产和生活的各个方面，数字式温度计的众多优点告诉我们：数字温度计将在我们的未来生活中应用于各个领域，它将会是传统温度计的理想的替代产品。

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