【正文】 韶 關(guān) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目：基于DS18B20的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)生姓名：羅文釗學(xué) 號(hào)：08101101037系 （院）：物理與機(jī)電工程學(xué)院自動(dòng)化系專 業(yè)：自動(dòng)化專業(yè)班 級(jí)：2008級(jí) 指導(dǎo)教師姓名及職稱：彭昕昀 講師起止時(shí)間： 2011 年 10 月—— 2012 年 5 月基于DS18B20的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。對(duì)于溫度的測(cè)量方法與裝置的研究就凸顯得非常重要。由單片機(jī)與溫度傳感器構(gòu)成的測(cè)溫系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域?！”驹O(shè)計(jì)采用51單片機(jī)和DS18B20 數(shù)字溫度傳感器來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的方法,包括溫度傳感器芯片的選取、單片機(jī)與溫度傳感器接口電路的設(shè)計(jì),以及實(shí)現(xiàn)溫度信息采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖O(shè)計(jì)。DS18B20 數(shù)字溫度傳感器是單總線器件,與51 單片機(jī)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng),具有線路簡(jiǎn)單、體積小等特點(diǎn),而且在一根通信線上,可以掛接很多這樣的測(cè)溫系統(tǒng),十分方便。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度傳感器；數(shù)字溫度計(jì)Design and implementation of the digital thermometer based on DS18B20Abstract:With the progress and development of era,microcontroller technology has bee popular in our life,in the work,the scientific research and various fields,has bee a relatively mature temperature measurement method and device of the highlights is very by the single chip temperature sensor and temperature measurement system can be widely applied in many fields.　A practical temperature measuring method based on microcont roller and DS18B20 digital temperature sensor was presented. The selection of temperature sensor chip was discussed and the design of hardware interface circuit and related sof tware were dealt with in more details. The proposed design is simple in hardware connection lines and small in size. In addition , it is applicable for different temperature measuring systems based on DS18B20temperature sensors hung on one munication line.Key words:microcontroller。temperature sensor。temperature measurement system目 錄1 緒論 1 溫度計(jì)的介紹 1 1 22 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)方案 2 設(shè)計(jì)方案的確立及論證 2 溫度傳感器DS18B20的選擇 2 單片機(jī)STC89C52的選擇 33 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 3 主控制器 3 STC89C52的介紹 4 DS18B20的介紹 10 DS18B20使用的注意事項(xiàng) 17 DS18B20與單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì) 17 顯示電路的設(shè)計(jì) 18：數(shù)碼管顯示 18：液晶顯示 19 顯示電路 224 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 22 系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容 22 23 讀出溫度子程序 23 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 24 計(jì)算溫度子程序 24 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 25 溫度數(shù)據(jù)的計(jì)算處理方法 26 匯編源程序 26 DS18B20的各條ROM命令 265 調(diào)試及性能分析 28 系統(tǒng)的調(diào)試 28 性能分析 28致 謝 30參考文獻(xiàn) 31附錄 32基于DS18B20的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化2008級(jí)1班：羅文釗指導(dǎo)老師：彭昕昀 講師1 緒論 溫度計(jì)的介紹溫度計(jì)是測(cè)溫儀器的總稱。根據(jù)所用測(cè)溫物質(zhì)的不同和測(cè)溫范圍的不同，有煤油溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)、氣體溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、溫差電偶溫度計(jì)、輻射溫度計(jì)和光測(cè)溫度計(jì)等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的需要，測(cè)溫技術(shù)也不斷地改進(jìn)和提高。由于測(cè)溫范圍越來(lái)越廣，根據(jù)不同的要求，又制造出不同需要的測(cè)溫儀器。下面介紹幾種。氣體溫度計(jì)多用氫氣和氦氣作測(cè)溫物質(zhì)，因?yàn)闅錃夂秃獾囊夯瘻囟群艿停咏诮^對(duì)零度，故它的測(cè)溫范圍很廣。這種溫度計(jì)精確度很高，多用于精密測(cè)量。電阻溫度計(jì)分為金屬電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體電阻溫度計(jì)，都是根據(jù)電阻值隨溫度的變化這一特性制成的。金屬溫度計(jì)主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導(dǎo)體溫度計(jì)主要用碳、鍺等。電阻溫度計(jì)使用方便可靠，已廣泛應(yīng)用。它的測(cè)量范圍為260℃至600℃左右。溫差電偶溫度計(jì)是一種工業(yè)上廣泛應(yīng)用的測(cè)溫儀器。利用溫差電現(xiàn)象制成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端，另兩端與測(cè)量?jī)x表連接，形成電路。把工作端放在被測(cè)溫度處，工作端與自由端溫度不同時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)，因而有電流通過(guò)回路。通過(guò)電學(xué)量的測(cè)量，利用已知處的溫度，就可以測(cè)定另一處的溫度。這種溫度計(jì)多用銅—康銅、鐵—康銅、鎳銘—康銅、金鉆—銅、鉑—銠等組成。它適用于溫差較大的兩種物質(zhì)之間，多用于高溫和低濁測(cè)量。有的溫差電偶能測(cè)量高達(dá)3000℃的高溫。有的能測(cè)接近絕對(duì)零度的低溫。 利用單片機(jī)STC89C52和溫度傳感器DS18B20設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)溫度計(jì)，能夠測(cè)量55 ～+125℃之間的溫度值，用LCD液晶屏直接顯示，誤差在177?！嬉詢?nèi)，同時(shí)要求使用的元器件數(shù)目最少。通過(guò)這次設(shè)計(jì)能夠更加了解數(shù)字溫度計(jì)的工作原理和熟悉單片機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用，鞏固所學(xué)的知識(shí)。 單片機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的，由于它具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、軍事裝置、機(jī)器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要利用單片機(jī)和LCD液晶顯示屏設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字顯示的溫度計(jì)。選題的意義在于通過(guò)這次設(shè)計(jì)可以將平時(shí)在課堂上學(xué)到的關(guān)于單片機(jī)的知識(shí)應(yīng)用與實(shí)踐中，而且更加深入的認(rèn)識(shí)到單片機(jī)在現(xiàn)代生活和生產(chǎn)中的重要性。2 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案的確立及論證功能要求：數(shù)字式溫度計(jì)測(cè)溫范圍在55～+125℃，誤差在177。℃以內(nèi)，采用LCD液晶屏顯示，直接讀取測(cè)溫值。方案論證： 溫度傳感器DS18B20的選擇方案一：水銀溫度計(jì) 在生活中我們經(jīng)?？吹剿y溫度計(jì)，它只能作為就地監(jiān)督的儀表，用它來(lái)測(cè)量溫度時(shí)，由于讀數(shù)時(shí)用眼睛觀察，主觀因素大，容易造成誤差大，而且不同是水銀溫度計(jì)量程不同，在讀數(shù)前需要看清它的最小分度值，還有它有熱慣性，需要等到溫度計(jì)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后才能讀數(shù)，比較麻煩，并且水銀有毒，不小心打破后接觸到水銀，對(duì)人體傷害大，所以危險(xiǎn)性較高。方案二：傳統(tǒng)測(cè)溫元件 傳統(tǒng)的測(cè)溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持，其缺點(diǎn)有：硬件電路復(fù)雜；軟件調(diào)試復(fù)雜；制作成本高。方案三：DS18B20傳感器測(cè)溫 本設(shè)計(jì)采用美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測(cè)元件 DS18B20可以直接讀出被測(cè)溫度值，而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有成本低和易使用的特點(diǎn)。 單片機(jī)STC89C52的選擇 STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，內(nèi)置看門狗定時(shí)器，而且STC89C52可降到0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持兩種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器∕計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)存被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。，因此可以用來(lái)開發(fā)三節(jié)5號(hào)電池供電的便攜式產(chǎn)品。和AT89S52單片機(jī)的對(duì)比： STC89C52RC單片機(jī): ①8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間； ②512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； ③內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間； ④可直接使用串口下載。 AT89S52單片機(jī): ①8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間； ②256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； ③沒(méi)有內(nèi)帶EEPROM存儲(chǔ)空間。因此選用STC89C52更適合。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)由3個(gè)模塊組成；主控制器、測(cè)溫電路和顯示電路。 ：DS18B20STC89C52主控制器顯示電路掃描驅(qū)動(dòng) 數(shù)字溫度計(jì)總體結(jié)構(gòu)框圖3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 主控制器單片機(jī)STC89C52具有高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的特點(diǎn)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘∕機(jī)器周期和6時(shí)鐘∕機(jī)器周期可以任意選擇。 STC89C52的介紹STC89C52簡(jiǎn)介：STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。： STC89C52 實(shí)物圖