【正文】 ..............................................................................................................17致謝 ......................................................................................................................28 基于 AT89S51 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 作者：王露 第 1 頁 共 28 頁第 1 章 緒 論 引 言隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代社會對各種信息參數(shù)的準(zhǔn)確度和精確度要求更高，而如何準(zhǔn)確而迅速的獲得這些參數(shù)又受制于現(xiàn)代信息基礎(chǔ)的發(fā)展水平。s daily lives ，industrial and agricultural production, and also easily as a temperature processing module embed in the other system, turn into as a plementary expansion.Key word : AT89S51Single chip 。關(guān)鍵詞：AT89S51 單片機(jī)；溫度檢測；DS18B20。111 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文基于 AT89S51 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 姓 名： 王露學(xué) 號： 202205120334 指 導(dǎo) 教 師 ： 李愛云 田中俊學(xué) 院： 光電工程學(xué)院專 業(yè)： 電子信息工程完 成 日 期 ： 2022 年 05 月 25 日 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文基于 AT89S51 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 姓 名： 王露學(xué) 號： 202205120334 指 導(dǎo) 教 師 ： 李愛云 田中俊學(xué) 院： 光電工程學(xué)院專 業(yè)： 電子信息工程完 成 日 期 ： 2022 年 05 月 25 日摘 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), 本文主要設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 AT89S51單片機(jī)和 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器開發(fā)測溫系統(tǒng)的過程，重點(diǎn)對傳感器在單片機(jī)下的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行了研究。該系統(tǒng)可以方便的實(shí)現(xiàn)溫度采集和顯示，并可根據(jù)需要任意設(shè)定上限報(bào)警溫度，它使用起來相當(dāng)方便，具有精度高、靈敏度高、量程寬、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，適合于我們?nèi)粘Ｉ詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度測量，也可以當(dāng)作溫度處理模塊嵌入其它系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴(kuò)展。AbstractAlong with the progress and development of the ages, single slice the machine technique has already make widely available the life is to us, work, research, each realm, have already bee the technique of a kind of very maturity. This paper mainly designs the development process of a temperature measurement system based on AT89S51 single chip and DS18B20digital temperature sensor, the paper researches the hardware connectivity and software programming of the DS18B20 based on the singlechip, and give the software flow chart of each module. System can easily to collect and display the temperature, it can also arbitrary set alarm temperature according to the actual need, It is used convenience, it has high precision, wide range ,high sensitivity, small size, and low power dissipation, The device is especially applied to measure temperature in people39。temperature measurement。在三大信息信息采集( 傳感器技術(shù))、信息傳輸(即通信技術(shù))和信息處理(即計(jì)算機(jī)技術(shù))中，傳感器是信息技術(shù)前沿尖端的產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)引用的非常廣泛，所以溫度的裝置及測量方法的研究具有極其重要的意義。社會的發(fā)展使人們對傳感器的要求也越來越高，現(xiàn)在的溫度傳感器基于單片機(jī)的基礎(chǔ)上正從模擬向數(shù)字，從集成向智能網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，并朝著精度高、功能多、總線標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性及安全性高、開發(fā)虛擬及網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制開發(fā)單片測溫系統(tǒng)等方向飛速發(fā)展，目前的智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在 20 世紀(jì) 90 年代中期問世的，它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶，特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配于各種微控制器(MCU) [2]。與傳統(tǒng)溫度計(jì)相比較測溫準(zhǔn)確，用數(shù)字顯示輸出溫度讀數(shù)方便，主要用于科研實(shí)驗(yàn)室或?qū)y溫要求比較精確的場所。 基于 AT89S51 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 作者：王露 第 2 頁 共 28 頁 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 及 性 能 指 標(biāo)本設(shè)計(jì)主要是介紹了單片機(jī)控制下的溫度檢測報(bào)警系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了其硬件和軟件設(shè)計(jì)，并對其各功能模塊做了詳細(xì)介紹，其主要功能和指標(biāo)如下：●利用溫度傳感器（DS18B20）測量某一點(diǎn)環(huán)境溫度●測量范圍為55℃～＋99℃，精度為177。 方 案 一熱電偶溫差電路測溫：溫度檢測可以采用低溫?zé)崤?，熱電偶用兩個(gè)焊接的異金屬導(dǎo)線組合在一起（熱電偶的構(gòu)成如圖 21） ，單一導(dǎo)體的溫差電勢與兩種金屬的接觸電勢組成熱電勢。數(shù)據(jù)采集用單片機(jī)（帶有 A/D 通道） ，將電流或電壓采集過來并用單片機(jī)處理用 A/D 轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)，把溫度顯示在顯示電路上 [4]。 圖 21 熱電偶電路圖系統(tǒng)主要包括對A/D0809 的數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)手動(dòng)工作方式檢測，溫度的顯示等，這幾項(xiàng)功能的信號通過輸入輸出電路經(jīng)單片機(jī)處理。故現(xiàn)場輸入硬件有手動(dòng)復(fù)位鍵、A/D 轉(zhuǎn)換芯片，處理芯片為51 芯片，執(zhí)行機(jī)構(gòu)有4 位數(shù)碼管、報(bào)警器等。該溫度計(jì)元件線形比較好物理化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，可以用做工業(yè)測溫元件， 。DS18B20 采用單總線的數(shù)據(jù)傳輸方式，與 AT89S51 構(gòu)成的溫度測量裝置，可以與計(jì)算機(jī)直接連接，可以直接輸出溫度的數(shù)字信號 [7]。用單片機(jī)控制，可以通過編程實(shí)現(xiàn)多種多樣的算術(shù)算法及邏輯 基于 AT89S51 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 作者：王露 第 4 頁 共 28 頁控制，可以實(shí)現(xiàn)單對多個(gè) DS18B20 進(jìn)行控制工作，也可以與 PC 機(jī)通信上傳數(shù)據(jù)，此外 AT89S51 在工業(yè)控制中應(yīng)用也很廣泛，編程技術(shù)以及外圍電路的配合使用也比較成熟。方案二的測溫裝置電路簡單、精確度較高、實(shí)現(xiàn)方便、軟件設(shè)計(jì)也比較簡單，所以本次設(shè)計(jì)采用了方案二。 單片機(jī)的選擇對于單片機(jī)的選擇，可以考慮使用 8031 與 8051 系列，由于 8031 沒有內(nèi)部RAM，系統(tǒng)又需要大量內(nèi)存存儲數(shù)據(jù)，因而不適用。集 Flash 程序存儲器既可用傳統(tǒng)方法編程及在線編程（ISP） ，低價(jià)位的 AT89S51 單片機(jī)可提供很多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可以應(yīng)用在許多控制領(lǐng)域，完全可以滿足簡單的測溫系統(tǒng)的需要 [9]。主要特性 [11]：●與 MCS51 兼容●4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器●壽命：1000 寫/擦循環(huán)●三級程序存儲器 鎖定●數(shù)據(jù)的保留時(shí)間：10 年●128*8 位 內(nèi)部 RAM●靜態(tài)工作：0Hz24Hz●32 可編程 I/O 線●16 位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器兩個(gè)●5 個(gè)中斷源 基于 AT89S51 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 作者：王露 第 6 頁 共 28 頁●可編程的串行通道●低功耗閑置與掉電模式 圖 311 AT89S51 單片機(jī)引腳圖●片內(nèi)振蕩器與時(shí)鐘電路 溫度傳感器的選擇由于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，需要比較多的外部元件支持，且硬件電路復(fù)雜，制作成本相對較高。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 作為溫度檢測元件，測溫范圍為55e~125e，精度較高，可以直接采集被測點(diǎn)當(dāng)前的溫度值，并能將采集的模擬溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度值，而且它形如一個(gè)三極管，采用 3 線制與單片機(jī)相連，硬件電路簡單，節(jié)省系統(tǒng)成本并提高了系統(tǒng)可靠性 [12]?！妗耠妷悍秶?：～，寄生電源方式時(shí)由數(shù)據(jù)線供電●可編程的分辨率 9～12 位●在 9 位分辨率時(shí)對應(yīng)的可分辨溫度為 ℃，最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字；12 位分辨率時(shí)對應(yīng)的可分辨溫度為 ℃，最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字速度更快●用戶可定義報(bào)警設(shè)置●報(bào)警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件●直接將測量結(jié)果以數(shù)字信號輸出，以一線總線 方式串行傳送給 CPU 并傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有很強(qiáng)的抗干擾及糾錯(cuò)能力 基于 AT89S51 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 作者：王露 第 7 頁