【正文】 美琴 ． MCS51 單片機系統及應用 ［ M］． 北京：高等教育出版社 ,1992 [6] 馬彪．單片機應用技術［ M］．上海：同濟大學出版社， 2021 [7] 陳忠平．單片機原理及接口［ M］． 北京：清華大學出版社， 2021 [8] 李華． MCS51 系列單片機實用接口技術 ［ M］． 北京：北京航空航天大學出版社 ,2021 [9] 韓志軍，劉新民 ． 數字溫度傳感器 DS18B20 及其應用 [J] ． 南京工程學院學報：自然科學版， 2021（ 1）： 914 [10] 陳惠明，李燕華，王靜濱 ． 單片機控制手機的軟硬件接口技術及應用 [J] ． 微計算機信息，2021（ 1）： 139141 進度安排 設計（論文）個階段任務 起至日期 1 設計原始資料的準備 及系統方案的確定 2021913至 2021917 2 控制系統硬件電路設計 2021108至 20211030 3 軟件編程及調試 2021111至 20211125 4 撰寫設計說明書，裝訂及答辯 202112至 202118 5 合 計 （ 10周 ） I 目 錄 第 1 章 概述 .............................................................................................................................. 1 簡述 .................................................................................................................................. 1 任務描述 .......................................................................................................................... 1 設計思路 .......................................................................................................................... 2 第 2 章 系統主要元器件介紹 .................................................................................................. 3 單片機的選用及功能介紹 .............................................................................................. 3 DS18B20 溫度傳感器介紹 ............................................................................................. 5 引腳功能 .................................................................................................................... 6 DS18B20 內部結構 ................................................................................................... 6 DS18B20 的工作原理 ............................................................................................... 9 DS18B20 的測溫原理 ............................................................................................. 12 74LS244 反相器簡介 ................................................................................................... 14 第 3 章 硬件電路的設計 ........................................................................................................ 15 接口設計 ........................................................................................................................ 15 主板電路設計 ................................................................................................................ 15 其他電路設計 ................................................................................................................ 16 第 4 章 軟件設計 .................................................................................................................... 19 主程序 ............................................................................................................................. 19 讀出溫度子程序 ............................................................................................................ 19 溫度轉換命令子程序 .................................................................................................... 20 計算溫度子程序 ............................................................................................................ 20 顯示數據刷新子程序 .................................................................................................... 21 主要設計程序 ................................................................................................................ 21 調試 ................................................................................................................................ 23 第 5 章 結束語 ........................................................................................................................ 24 II 參考文獻 .................................................................................................................................. 25 致 謝 ........................................................................................................................................ 26 附錄一 ...................................................................................................................................... 27 III 摘 要 本 文 主要介紹了一種基于 AT89S51單片機 和 DS18B20數字溫度傳感器 來 進行測溫的方法 。 由于 DS18B20數字溫度傳感器是單總線器件，與 AT89S51單片機組成一個測溫系統，具有線路簡單、體積小 等特點， 并 且 由于是 在 同 一根通信線上， 因此 可以 擴展、 掛接很多這樣的測溫系統，十分方便。 由于該特點，因而被 廣泛應用 于工業(yè)控制領域。在測溫領域， 人們 通常使用 溫度傳感器，將溫度信息轉換為電流或電壓 進行 輸出 ，進而完成數據的處理和顯示。 溫度傳感器的發(fā)展經歷了三個發(fā)展階段： ①傳統的分立式溫度傳感器 ②模擬集成溫度傳感器 ③智能集成溫度傳感器。它 是微 電子技術、計算機技術和自動測試技術 (ATE)的結晶，特點是能輸出溫度數據及相關的溫度控制量，適配 于 各種微控制器 (MCU)。 任務描述 設計 要 以 AT89S51 單片機為核心，利用 DS18B20 溫度傳感器作為溫度采集點，通過 3 個 SM4105 共陽極數碼管以及 74LS244 等元件組成的數字溫度計。最大顯示溫度為 100 度，最小顯示 10 度。要想用單片機獲取溫度這類非電信號的信息，必須使用溫度傳感 器，將溫度信息轉換為電流或電壓輸出。傳統的溫度檢測大多以熱敏電阻作為溫度傳感 器。本文介紹一種采用數字 溫度傳感器實現的基于單片機的數字溫度計。 3 第 2章 系統主要元器件 介紹 單片機的選用及功能介紹 AT89S51 是美國 ATMEL公司生產的低功耗，高性能 CMOS型 8位單片機，片內含4Kbytes 的可編程的 Flash只讀程序存儲器 ， 兼容標準 8051指令系統及引腳。單片機 AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用系統可用二節(jié)電池供電。其 主要特性如下 ： ? 與 MCS51產品 指令系統完全 兼容 ； ? 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ； ? 1000擦 寫 周期； ? ~； ? 全靜態(tài)工作： 0Hz33MHz； ? 程序存儲器具有 3級加密保護； ? 128*8位內部 RAM； ? 32可編程 I/O線 ； ? 兩個 16位定時器 /計數器 ； ? 6個中斷源 和 2個優(yōu)先級； ? 可編程 全雙工 串行通道 ； 圖 89S51單片機引腳圖 ? 低功耗的閑置和掉電模式 ； ? 看門狗（ WDT）及雙數據指針； ? 具有 JTAG接口，可方便地在線編程或在系統編程。 其引腳排列和邏輯符號如圖 所示。 ? GND：接地。當 P1口的管腳寫“ 1”時，被定義為高阻輸入。在 FLASH編程時， P0口作為原碼輸入口，當 FLASH進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部電位必須被拉高。 P1口管腳寫入“ 1”后，電位被內部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。 ? P2口： P2口為一個內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當 P2口被寫“ 1”時，其管腳電位被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。P2口當用于外部程序存儲器或 16位地址外部數據存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。 P2口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當P3口寫入“ 1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口： RXD(串行輸 口 )； (串行輸出口 ) ； INT0(外部 中斷 0)； INT1(外部中斷 1) ； T0(定 時器 0外部輸入 )； T1(定時器 1外部輸入 )； WR (外部數據存儲器寫選通 )； RD (外部數據存儲器讀選通 )。 ? RST：復位輸入。 ? ALE / PROG ：當訪問外部存儲器時，地