【正文】 DT）電路，片內時鐘振蕩器。所示。系統(tǒng)工作原理如下:。 數(shù)字溫度計電路結構框圖溫度計電路設計原理圖如圖2所示，控制器使用單片機AT89C51，溫度傳感器使用DS18B20，用4位公陽LED數(shù)碼管以動態(tài)掃描法實現(xiàn)溫度顯示。其中DS18B20采用“一線制”與單片機相連。然后通過A89S51單片機驅動兩位共陽極7段LED數(shù)碼管顯示測量溫度值。對下一章硬件電路設計部分是一個重要的補充和鋪墊。對溫度傳感器的工作原理和各溫度傳感器的分類以及工作原理，適用范圍有了進一步了解。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變,當計數(shù)門打開時,DS18B20就對低溫度系數(shù)震蕩器產生的時鐘脈沖計數(shù),每次測量前,首先將55℃所對應的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1,溫度寄存器中,減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在55℃所對應的一個基數(shù)值.減法計數(shù)器1所對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù),當減法計數(shù)器1的預置值減到0時,溫度寄存器的值將加1,減法計數(shù)器1的預置值將被重新裝入,減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行計數(shù),如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時,停止溫度寄存器值的累加,其輸出用于減法計數(shù)器的預置值,只要計數(shù)門仍未關閉就重復上述過程,直到溫度寄存器值達到被預測值.另外,由于DS18B20單線通信功能是分時完成的,它有嚴格的時隙概念,因此讀寫時序很重要,:初始化DS18B20→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據. DS18B20測溫原理圖㈣ DS18B20與單片機的接口電路 DS18B20可以采用兩種方式供電,一種是采用電源供電方式,此時DS18B20的1腳接地,2腳作為信號線,為為保證有效DS18B20時鐘周期內提供足夠的電流,總線上必須有強的上拉,，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。溫度LSB溫度MSBTH用戶字節(jié)1TH用戶字節(jié)1TL用戶字節(jié)2配置寄存器保留保留保留CRCTL用戶字節(jié)2 高速暫存RAM結構圖TMR1R211111 配置寄存器表1 DS18B20分辨率的定義規(guī)定 由表1可見,DS18B20溫度轉換的時間比較長,而且設定的分辨率越高,在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮.高速暫存RAM的第6,7,8字節(jié)保存未用,可用來檢驗數(shù)據,從而保證通信數(shù)據的正確性.當DS18B20接收溫度轉換命令后,讀數(shù)據時低位在先,高位在后,℃/. 溫度數(shù)據值格式當符號位S=0時,表示測得的溫度值為正值,可以直接將二進制位轉換為十進制。低5位一直為1，TM是測試模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。第5個字節(jié)為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數(shù)字轉換分辨率。高速暫存RAM的結構為8字節(jié)的存儲器。非易失性溫度報警器觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入戶報警上下限。 DS18B20內部結構圖。DS18B20的性能特點如下：①獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；②多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網功能；③無須外部器件；④可通過數(shù)據線供電，~；⑤零待機功能；⑥溫度以9或12位數(shù)字量讀出；⑦用戶可定義的非易失性溫度報警設置；⑧報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；⑨負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。隨著紅外技術的發(fā)展，輻射測溫逐漸由可見光向紅外線擴展，700℃以下直至常溫都已采用，且分辨率很高。 非接觸測溫優(yōu)點：測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對最高可測溫度原則上沒有限制。通過計算求出與介質達到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù)。球中心附近被測表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射，從而提高有效發(fā)射系數(shù)：式中ε為材料表面發(fā)射率，ρ為反射鏡的反射率。利用有效發(fā)射系數(shù)通過儀表對實測溫度進行相應的修正，最終可得到被測表面的真實溫度。對于固體表面溫度自動測量和控制，可以采用附加的反射鏡使與被測表面一起組成黑體空腔。在自動化生產中往往需要利用輻射測溫法來測量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。如欲測定物體的真實溫度，則必須進行材料表面發(fā)射率的修正。各類輻射測溫方法只能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律，稱為輻射測溫儀表。　　非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。低溫溫度計要求感溫元件體積小、準確度高、復現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。但對于運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的測量誤差，常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。一般測量精度較高?！　〗佑|式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。二．溫度傳感器2．1 溫度傳感器簡介溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。由于時間緊迫，溫度線性部分很難做到盡善盡美，測溫精度一時很難以得到很大的提高。工作難點：在市場上，硬件種類繁多，廠家林立，這些都給本電路的硬件選型帶來很大麻煩，加上時間緊迫，任務量大，還有作者的能力有限，設計具體的硬件選型，都將變得很難。 論文的主要工作和難點論文研究設計了一套基于AT89S51單片機技術的電子電路，并測量溫度，顯示讀數(shù)。近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉型的發(fā)展階段。在引進國外先進技術中，可以提高自己的技術，同時也滿足了國內市場的需求，形成了傳感器生產產業(yè)規(guī)模。工業(yè)設備在制造過程中及整機性能測試中會遇到溫度的測量，有些工業(yè)設備在運行中還要經常對溫度進行測量和控制、實際在人們生產、生活和科學實驗中還會遇到化學量、生物量(包括醫(yī)學)，而所有這一切，從信號的角度來看，都需要通過溫度傳感器，將其轉換成電信號(近代還可以轉換成光信號)，而后再進行信號的傳輸、處理、存儲、顯示、控制……，從信息的角度看，這些信號連同聲音和圖像信息都是信息的源頭，所以溫度傳感器和檢測儀表、測量儀表是信息科學技術的三部分(信息獲取、信息傳輸、信息處理)中的重要部分。我國在傳感器生產產業(yè)化過程中，應該在引進國外技術和自主創(chuàng)新兩方面都不放松。近年來，溫度傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型溫度傳感器轉型的發(fā)展階段。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。隨著科學技術水平的不斷提高, 溫度測量技術也得到了不斷的發(fā)展。隨著單片機應用的推廣，微控制技術將不斷發(fā)展完善。以前自動控制中的PID調節(jié)，現(xiàn)在可以用單片機實現(xiàn)具有智能化的數(shù)字計算控制、模糊控制和自適應控制。單片機的發(fā)展趨勢：1）.低功耗CMOS化2）.微型單片化3）.主流與多品種共存單片機更重要的意義在于其應用從根本上改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設計思想和設計方法。單片機提供在線編程能力，加速了產品的開發(fā)進程，為企業(yè)產品上市贏得寶貴時間。單片機集成越來越多資源，內部存儲資源日益豐富，用戶不需要擴充資源就可以完成項目開發(fā)，不僅是開發(fā)簡單，產品小巧美觀，同時系統(tǒng)也更加穩(wěn)定，目前該方向即是發(fā)展為SOC(片上系統(tǒng))。隨著經濟的發(fā)展，科技的突飛猛進，芯片技術也取得了飛速發(fā)展，這就使單片機技術在各種民用和工業(yè)測控等領域得到更為廣泛應用。隨著人們生活水平的不斷提高,單片機控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要從數(shù)單片機技術入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展?！　?7).單片機在汽車設備領域中的應用　　單片機在汽車電子中的應用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動機控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器，GPS導航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動系統(tǒng)等等。如：音樂信號以數(shù)字的形式存于存儲器中（類似于ROM），由微控制器讀出，轉化為模擬音樂電信號（類似于聲卡）?！　?6).在各種大型電器中的模塊化應用　　某些專用單片機設計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應用，而不要求使用人員了解其內部結構?！　?4).在計算機網絡和通信領域中的應用　　現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據通信，為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現(xiàn)在的通信設備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。例如工廠流水線的智能化管 理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網構成二級控制系統(tǒng)等。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）。 　　單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇：　　1)在智能儀器儀表上的應用　　單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。關鍵詞：單片機，溫度檢測，AT89S51，DS18B20ABSTRACTWith the era of progress and development, microcontroller technology has spread to our lives, work, research in various fields has bee a relatively mature technology, this paper describes a 89S51 microcontrollerbased temperature measurement system, described in detail using digital temperature sensor DS18B20 development process temperature measurement system, with emphasis on the sensor under the SCM hardware connection, software programming, and the module system process and a detailed analysis of the various parts of the circuits were introduced one by one, the system can easily implementation to achieve temperature acquisition and display, and can be arbitrarily set upper and lower temperature alarm, it is easier to use, high accuracy, wider range, high sensitivity, small volume, low power consumption, suitable for our daily lives and industrial and agricultural production in the temperature measurement, temperature processing module can be embedded as other systems, as other supporting expansion of the main system. DS18B20 bination with AT89C51 temperature detection system to achieve the most simple, the system is simple, strong antiinterference, suitable for harsh environment onsite temperature measurements and has a broad application prospects.Keywords: microcontroller, the temperature detection,AT89S51, DS18B20目錄摘要ABSTRACT1 緒論 單片機系統(tǒng)的研究與現(xiàn)狀 論文的主要工作和難點2 溫度傳感器 DS18B20溫度傳感器 本章小結3 硬件電路設計 AT89S51介紹 本章小結4 軟件設計 51編程軟件 軟件流程圖 程序 本章小結5 測試與結果分析 本章小結6 結論與展望 致謝 參考文獻 外文翻譯 附錄基于DS18B20的數(shù)字式溫度測量儀的研究與設計1 緒論 單片機系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。西安交通大學城市學院本科畢業(yè)設計論文題 目 基于DS18B20的數(shù)字式溫度測量儀的研究與設計 所在系 電信系 學生姓名 賴文俊