【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目： 基于 DS18B20 的數(shù)字溫度計的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 08101101037 系 （院）： 物理與機(jī)電工程學(xué)院自動化系 專 業(yè)： 自動化專業(yè) 班 級： 2021 級 指導(dǎo)教師姓名及職稱： 起止時間： 2021 年 10 月 —— 2021 年 5 月 基于 DS18B20 的數(shù)字溫度計的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) 摘要： 隨著時代 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、各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。對于溫度的測量方法與裝置 的研究就凸顯得非常重要。由單片機(jī)與溫度傳感器構(gòu)成的測溫系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。 本設(shè)計 采用 51單片機(jī)和 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器來進(jìn)行溫度測量的方法 ,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 ,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。 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器是單總線器件 ,與 51 單片機(jī)組成一個測溫系統(tǒng) ,具有線路簡單、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溫系統(tǒng) ,十分方便。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) ； 溫度傳感器 ； 數(shù)字 溫度計 Design and implementation of the digital thermometer based on DS18B20 Abstract: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 DS18B20 temperature sensors hung on one munication line. Key words:microcontroller。temperature sensor。temperature measurement system 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 溫度計的介紹 .................................................... 1 選題的目的和意義、 .............................................. 1 選題的目的 .................................................... 1 選題的意義 .................................................... 2 2 數(shù)字溫度計的設(shè)計方案 .............................................. 2 設(shè)計方案的確立及論證 ............................................ 2 溫度傳感器 DS18B20 的選擇 ...................................... 2 單片機(jī) STC89C52 的選擇 ......................................... 3 3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 ................................................ 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 ................................. 17 顯示電路的設(shè)計 ................................................. 18 方案一：數(shù)碼管顯示 ........................................... 18 方案二：液晶顯示 ............................................. 19 顯示電路 ..................................................... 22 4 系統(tǒng)程序的設(shè)計 ................................................... 22 系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容 .................................................. 23 主程序 ....................................................... 23 讀出溫度子程序 ............................................... 23 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 ........................................... 24 計算溫度子程序 .............................................. 24 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 .......................................... 25 溫度數(shù)據(jù)的計算處理方法 ...................................... 26 匯編源程序 .................................................... 26 DS18B20 的各條 ROM 命令 ....................................... 26 5 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 1 基于 DS18B20 的數(shù)字溫度計的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) 自動化 2021 級 1班 ：羅文釗 指導(dǎo)老師：彭昕昀 講師 1 緒論 溫度計的介紹 溫度計是測溫儀器的總稱。根據(jù)所用測溫物質(zhì)的不同和測溫范圍的不同，有煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差電偶溫度計、輻射溫度計和光測溫度計等。 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，測溫技術(shù)也不斷地改進(jìn)和提高。由于測溫范圍越來越廣，根據(jù)不同的要求，又制造出不同需要的測溫儀器。下面介紹幾種。 氣體溫度計多用氫氣和氦氣作測 溫物質(zhì)，因?yàn)闅錃夂秃獾囊夯瘻囟群艿?，接近于絕對零度，故它的測溫范圍很廣。這種溫度計精確度很高，多用于精密測量。 電阻溫度計分為金屬電阻溫度計和半導(dǎo)體電阻溫度計，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)體溫度計主要用碳、鍺等。電阻溫度計使用方便可靠，已廣泛應(yīng)用。它的測量范圍為 260℃至 600℃左右。 溫差電偶溫度計是一種工業(yè)上廣泛應(yīng)用的測溫儀器。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，另兩端與測量儀表連接，形成電路。把 工作端放在被測溫度處，工作端與自由端溫度不同時，就會出現(xiàn)電動勢，因而有電流通過回路。通過電學(xué)量的測量，利用已知處的溫度，就可以測定另一處的溫度。這種溫度計多用銅 — 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量。有的溫差電偶能測量高達(dá) 3000℃的高溫。有的能測接近絕對零度的低溫。 [1] 選題的目的和意義 選題的目的 利用單片機(jī) STC89C52 和溫度傳感器 DS18B20 設(shè)計一個設(shè)計溫度計，能夠測量 55 ～ +125℃之間的溫度值，用 LCD 液晶屏 直接顯示，誤差在177。 ℃以內(nèi)， 2 同時要求使用的元器件數(shù)目最少。通過這次設(shè)計能夠更加了解數(shù)字溫度計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。 選題的意義 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，簡化了設(shè)計。本設(shè)計主要 利用單片機(jī)和 LCD 液晶顯示屏 設(shè)計一個數(shù)字顯示的溫度計。選題的意義在于通過 這次設(shè)計可以將平時在課堂上學(xué)到的關(guān)于單片機(jī)的知識應(yīng)用與實(shí)踐中，而且更加深入的認(rèn)識到單片機(jī)在現(xiàn)代生活和生產(chǎn)中的重要性。 2 數(shù)字溫度計的設(shè)計方案 設(shè)計方案的確立及論證 功能要求： 數(shù)字式溫度計測溫范圍在 55～ +125℃，誤差在177。 ℃以內(nèi)，采用 LCD 液晶屏 顯示，直接讀取測溫值。 方案論證： 溫度傳感器 DS18B20 的選擇 方案一：水銀溫度計 在生活中我們經(jīng)?？吹剿y溫度計，它只能作為就地監(jiān)督的儀表，用它來測量溫度時，由于讀數(shù)時用眼睛觀察，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，對人體傷害大，所以危險性較高。 方案二：傳統(tǒng)測溫元件 傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(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 傳感器測溫 本設(shè)計采用美國 DALLAS半導(dǎo)體公司繼 DS1820之后推出的一種改進(jìn)型智能溫 3 度傳感器 DS18B20 作為檢測元 件