【正文】 電勢組成。 可實現(xiàn)溫度設定的上下限報警功能。 主要工作如下 ： 利用溫度傳感器（ DS18B20） 測量某一點環(huán)境能夠溫度 。 基于 AT89C51 單片機，采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，利用DS18B20 不需要 A/D 轉換，直接進行溫度采集顯示， 報警的 數(shù)字溫度計設計。這樣就完成了數(shù)字溫度計的基本測溫功 3 能。通過選認元件，連線，調(diào)試檢測等過程，鍛煉自己的理論聯(lián)系實際的能力和實際操作能力，從而綜合性地鞏固所學的知識，為將來的工作做一次實戰(zhàn)演習。同時，通過查找資料，涉及電路，使本次設計的數(shù)字溫度 計具有結構簡單、成本低廉、精度度高、反應速度快、數(shù)字化顯示和不易損壞等特點。 通過對課題設計方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設計的方法、內(nèi)容及步驟。 （二 ） 、設計的目的和意義 目的： 鞏固、加深和擴大 單片機應用的知識面，提高綜合及靈活運用所學知識解決工業(yè)設計控制的能力?，F(xiàn)在所使用的溫度計通常都是精度為 1 攝氏度和 攝氏度的水銀、煤油或酒精溫度計，這些為低級的刻度間隔通常都很密，不容易準確分辨，讀數(shù)困難，而且他們的熱容量還比較大，達到熱平衡所需的時間較長，因此很難讀準，并且使用非常不方便。 溫度測量在 熱學實驗 中，有特別重要的意義。 關鍵詞： 單片機；溫度檢測； AT89C51； DS18B20； 1 目錄 摘要 ??????????????????????? 1 一、 緒論 ????????????????????? 3 （一）、課題背景 ?????????????????? 3 （二 ）、設計的目的和意義 ?????????????? 3 （ 三 ）、課題 研究的 主要 內(nèi)容 ????????????? 3 二 、 系統(tǒng)方案論證與比 較 ????????????? ? 4 （一）、方案比較 ?????????????????? 4 （二）、方案論證 ?????????????????? 5 三 、系統(tǒng)硬件設計及電路 ????????????? ? 5 （一 ）、 系統(tǒng)組成 ?????????????????? 5 （二）、電路原理 ?????????????????? 5 （三）單片機最小系統(tǒng) 連接電路 ?????????? ? 6 （四）、主控制器電路 ?????????????? 6 AT89C51 的簡單介紹 ???????????? 6 AT89C51 單片機的管腳功能 ????????? 8 （五）、溫度傳 感器與單片機的連接電路 ???????? 8 DS18B20 的簡單介紹 ???????????? 9 DS18B20 的引腳及功能介紹 ????????? 10 DS18B20 的內(nèi)部結構 ???????????? 11 DS18B20 的測溫原理 ???????????? 12 DS18B20 使用中的注意事項 ????????? 13 （六）、顯示電路 ?????????????????? 14 （七）、電源電路 ?????????????????? 14 （八）、復位信號及外部復位電路 ??????????? 14 （九）、 單片機與報警電路 ?????????????? 14 四 、系統(tǒng) 軟件設計 及流程圖 ???????????? 15 （一）、概述 ???????????????????? 15 （二）、主程序模塊 ??????????????? ? 15 （三）、各模塊流程設計 ?????????????? ? 16 溫度傳感器的數(shù)據(jù)流程設計 ?????????? 16 報警模塊流程設計 ?????????????? 17 中斷設定流程設計 ?????????????? 18 五 、 仿真與調(diào)試 ?????????????????? 20 總結與體會 ??? ????????????????? 22 參考文獻 ????????????????????? 23 附錄 1 原理圖 附錄 3 仿真圖 附錄 4 程序 2 一、緒論 （一）、 課題 背景 單片機更確切的應稱作微控制器，是 20 世紀 70 年代中期發(fā)展起來的一種面向控制的大規(guī)模集成電路模塊，其特點是功能強大、體積小、可靠性高、價格低廉。 所以 ， 單片機、溫度傳感器等電子元器件的互聯(lián)，可以研制和開發(fā)出具有高性價比的新一代測溫系統(tǒng) —— 基于單片機的數(shù)字溫度計。該器件可直接向單片機傳輸數(shù)字信號，便于單片機處理及控制。 本系統(tǒng) 以 AT89C51 單片機作為主控制器件 ， DSl8B20 作為測溫傳感器 ， 通過 4 位 共陽極 LED 數(shù)碼管串口傳送數(shù)據(jù)， 進行溫度數(shù)字的顯示 。 設計題目： 基于單片機的數(shù)字溫度計設計 摘要 溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關，即 隨著現(xiàn)代信息技術的飛速發(fā)展 ， 能夠獨立工作的溫度檢測和顯示系統(tǒng)應用于諸多領域 ， 因此研究溫度的測量方法和裝置具有重要意義。 在單片機的應用中，一個很重要的應用就是對溫度進行檢測，測量溫度的關鍵是溫度傳感器，采用智能溫度傳感器以實現(xiàn)溫度數(shù)字化，既能以數(shù)字形式直接輸出被測溫度值，具有測量誤差小，分辨力高，抗干擾能力強，能夠遠程傳輸數(shù)據(jù)，帶串行總線接口等優(yōu)點。 通過 DSl8B20 直接讀取被測溫度值，進行數(shù)據(jù)轉換，該器件的物理化學性能穩(wěn)定，線性度較好，在 0℃ ~100℃ 最大線性偏差小于 ℃ 。另外，該溫度計還能直接采用測溫器件測量溫度，從而簡化數(shù)據(jù)傳輸與處理過程。 基于單片機的數(shù)字溫度計設計，即對溫度進行實時 測量，使用單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 把溫度信號直接轉換成數(shù)字信號輸入單片機，即將實時溫度顯示出來。隨著人們生活水平到的不斷提高，單片機控制無疑是人們追求的目標之一，其中數(shù)字溫度計就是 其應用中的一個典型 例子。 目前溫度計的發(fā)展很快，從原始 的玻璃管溫度計發(fā)展到了現(xiàn)在的熱電阻溫度計、熱電偶溫度計、數(shù)字溫度計、電子溫度計等等。本文所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，極有讀數(shù)方便、測溫范圍廣、測溫準確等優(yōu)點，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要供測溫要求準確的場所和科研試驗室使用。 培養(yǎng)針對課題需要，選擇和查閱有關手冊、圖表及文獻資料的自學能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動手能力。 意義： 通過本次畢業(yè)設計， 熟悉單片機 AT 89C51 和傳感器DS18B20 的應用，及單片機與外圍帶那里的接法，加深對單片機以及傳感器的認識，了解單片機在日常生活中的應用及其重要性。在這次設計中，熟悉了制作一個產(chǎn)品的總體流程，能熟練使用一些必要的設計工具和仿真工具等。 （三 ） 、課題 研究 的主要 內(nèi)容 數(shù)字溫度計采用溫度敏感元件也就是溫度傳感器，將溫度的變化轉換成電信號的變化，如電壓和電流的變化，溫度變化和電信號的變化有一定的關系，如線性關系，一定的曲線關系等，處理單元經(jīng)過內(nèi)部的軟件 計算將這個數(shù)字信號和溫度聯(lián)系起來，如 LED,LCD 或者電腦屏幕等顯示出來給人觀察。 本 課題的研究重點是設計一種基于單片機的數(shù)字溫度計控制系統(tǒng)。包括傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路， 上下限報警調(diào)整電路 ，單片機主板電路等組成。 測量范圍為 55 攝氏度至 +125 攝氏度， 精度誤差小于 1 攝氏度。 LED 液晶顯示 實際溫度值 。數(shù)據(jù)采集部分則使用帶有 A/D 通道的單片機，再 將隨被溫度變化的電壓或電流采集過來，進行 A/D 轉換后，就可 用單片 機進行數(shù)據(jù)處理了，在顯示電路上就可以將北 側溫度顯示出來。 方案一方框圖 方案二：采用數(shù)字溫度計芯片 DS18B20 測量溫度，輸出信號全數(shù)字化。且該芯片的物理化學性質(zhì)穩(wěn)定， 元件線性較好。 DS18B20 的最大特點之一是采用了單總數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計 DS18B20 和微控制器 AT89C51 構成溫度測量裝置，它直接輸出溫度的數(shù) 字信號，可直接和計算機連接。 該系統(tǒng)利用 AT89C51 芯片控制溫度傳感器 DS18B20 進行溫度的 、實時檢測并顯示，能夠實現(xiàn)快速測量溫度， 并可以根據(jù)需要設置上限報警溫度。 而 方案二的溫測裝置電路簡單，精準度較高，實現(xiàn)方便，軟件設計也比較簡單，故本次設計采用方案二。其硬件電路和軟件調(diào)試比較復 雜，制作成本較高。所以我們選用單片機作為核心部件進行邏輯控制及信號的產(chǎn)生，用單片機本生的優(yōu)勢節(jié)約成本，使電路更簡單。本系統(tǒng) 具有快速顯示、測量準確、精度高、可調(diào)溫控范圍、硬件結構簡單等優(yōu)點，是一種比較經(jīng)濟的溫度控制系統(tǒng)。 6 系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路， 上下限報警調(diào)整電路 ，單片機主板電路主板等組成。 根據(jù)系統(tǒng)功能要 求，構造 系統(tǒng)框圖如圖所示。 用 AT789C51 芯片控制溫度傳感器 DS18B20 進行實時溫度檢測并顯示，能夠實現(xiàn)快速測量環(huán)境溫度，并可以根據(jù)需要設定上下限報警溫度。 （三 ）、單 片機最小系 統(tǒng)連接電路 單片機 AT89C51 時鐘復位電路 報警電路 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)采集 驅動顯示 12345678910111213141516171819403938373635343332313029282726252423222120RSTRXD/TXD/INT0/INT1/T0/T1/WR/RD/XTAL2XTAL1VSSVCCEAALEPSENU1AT89C51+C1 10uf22pFC322pFC210KR2S1RESET1 2Y112MVCC 7 單片機小系統(tǒng)的電路圖 （四） 、主控制器 電路 單片機 AT89C51 具有低電壓和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足帶你路系統(tǒng)的設計需要，很適合便攜式手持式產(chǎn)品的設計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 GND： 接地。 當 P1 口的管腳 第一次寫 1 是，被 定義為高阻輸入。在 FLASH 編程時， P0 口作為