基于51单片机与DS18B20的数字温度计设计 - 副本

数字温度传感器，此传感器为单总线数字温度传感器，起体积小、构成的系统结构简单，它可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，即可实现温度显示。另外DS18B20具有3引脚的小体积封装，测温范围为-55~+125摄氏度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，其测量范围与精度都能符合设计要求。 以上两种方案相比较，第二种方案的电路、软件设计更简单，此方案设计的系统在功耗、测量精度、范围等方面都能很好地达到要求，故本设计采用方案二。

3.2 总体设计框图

本方案设计的系统由单片机系统、数字温度传感器、LED显示模块、按键控制模块、温度报警模块组成，其总体架构如下图1。

测温电路 单 片 机

图1 系统总体方框图

驱动电路 显示电路 按键输入电路 报警电路 时钟、复位电路 4 硬件设计

4.1 单片机系统

1. 本设计采用STC89C52单片机作为控制器，完成所有功能的控制，包括：

? DS18B20数字温度传感器的初始化和读取温度值 ? LED数码管显示驱动与控制 ? 按键识别和响应控制 ? 温度设置和报警 ? 温度值的存储和读取 2. 单片机系统电路原理图：

图2 单片机系统原理图

4.2 数字温度传感器模块 4.2.1 DS18B20性能

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独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信 简单的多点分布应用 无需外部器件 可通过数据线供电 零待机功耗

测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增

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℃

? 温度数字量转换时间200ms，12位分辨率时最多在750ms内把温度

转换为数字

? 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计和任何热感测系统 ? 负压特性：电源极性接反时，传感器不会因发热而烧毁，但不能正

常工作

4.2.2 DS18B20外形及引脚说明

图3 DS18B20外形及引脚

? GND：地

? DQ：单线运用的数据输入/输出引脚 ? VD：可选的电源引脚

4.2.3 DS18B20接线原理图

单总线通常要求接一个约4.7K左右的上拉电阻，这样，当总线空闲时，其状态为高电平。

图4 DS18B20接线原理图

4.2.4 DS18B20时序图

主机使用时间隙来读写DS18B20的数据位和写命令字的位。 1. 初始化时序如下图：

图5 DS18B20初始化时序

2. DS18B20读写时序：

图6 DS18B20读写时序