【正文】 、開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展，與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，其具有具有讀數(shù)方便，測(cè)溫精確，測(cè)溫范圍廣 ，數(shù)字顯示，抗干擾能力強(qiáng)，適用范圍寬等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻為溫度敏感元件， 熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)較差，測(cè)溫準(zhǔn)確度低，檢測(cè)系統(tǒng)也有一定的誤差。 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(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開(kāi)溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要意義。 I 摘 要 電力計(jì)量管理是供電企業(yè)營(yíng)銷管理的核心，計(jì)量是桿稱，計(jì)量對(duì)企業(yè)效益起著重要作用，計(jì)量與創(chuàng)建和諧社會(huì)息息相關(guān)，現(xiàn)代電能計(jì)量管理體系的應(yīng)用，加強(qiáng)了對(duì)轄區(qū)內(nèi)計(jì)量裝置器具的全過(guò)程監(jiān)督力度，保證了計(jì)量裝置的準(zhǔn)確可靠，減輕了計(jì)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了電能計(jì)量管理現(xiàn)代化水平。 [關(guān)鍵詞 ]配電網(wǎng)；質(zhì)量管理體系；電能計(jì)量裝置 MIS系統(tǒng)；信息化管理； II Abstract This design is focused on measuring the temperature accurately by the digital technology which is widely used in more and more field. Based on the AT89C51 microcontroller, the DS18B20 temperature sensor and the LED display module, a digital thermometer is designed. It can measure the temperature accurately in real time. The design is simple, has a strong practical value. Key words: Singlechip Digital Temperature Sensor Temperature detection AT89C51 DS18B20 i 目 錄 前 言 ........................................................1 1 數(shù)字溫度計(jì)總體方案設(shè)計(jì) ......................................2 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)要求 .................................... 2 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案論證 .................................... 2 方案一 .............................................2 方案二 .............................................4 2 數(shù)字溫度計(jì)系統(tǒng)器件選擇 ......................................6 單片機(jī)的選擇 ...........................................6 AT89C51 簡(jiǎn)介 ........................................... 6 AT89C51 的主要特性 ................................7 AT89C51 的 管腳說(shuō)明 ................................7 AT89C51 的擦除 ...................................10 溫度傳感器的選擇 .......................................... 12 溫度傳感器 DS18B20 簡(jiǎn)介 ...........................12 溫度傳感器 DS18B20 的性能特點(diǎn) .....................14 溫度傳感器 DS18B20 的工作原理 .....................15 溫度傳感器 DS18B20 使用中的注意事項(xiàng) ...............18 顯示器的選擇 ..........................................18 3 硬件電路設(shè)計(jì) ...............................................20 數(shù)字溫度計(jì)原理電路 ....................................20 傳感器數(shù)據(jù)采集電路 ....................................21 顯示電路 ..............................................21 4 軟件設(shè)計(jì) ........................................................ 22 系統(tǒng)軟件算法分析 ......................................22 主程序 ................................................22 讀出溫度子程序 ........................................23 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 ....................................23 計(jì)算溫度子程序 ............................................ 23 PROTEUS 仿真結(jié)果 ......................................24 總 結(jié) .......................................................25 致 謝 .......................................................25 參考文獻(xiàn) .....................................................26 ii 附錄： ....................................................27 程序 ..............................................27 1 前 言 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)， 在單片機(jī)的應(yīng)用中，一個(gè)很重要的應(yīng)用就是對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器， 溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段 ，傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器、模擬集成溫度傳感器、智能集成溫度傳感器 。 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(wèn)世的，它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)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，適配各種微控制器 (MCU)。 本 設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)以單片機(jī) AT89C51為核心，主要由 軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)組成 。 硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī) 主板電路 設(shè)計(jì) 、 傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路、 PROTEUS仿真電路 等 。通過(guò)將參考結(jié)點(diǎn)保持在已知溫度并測(cè)量該電壓，便可推斷出檢測(cè)結(jié)點(diǎn)的溫度。熱電偶的優(yōu)點(diǎn)是工作溫度范圍非常寬， 且體積小，但是它們也存在著輸出電壓小、容易遭 受外界的影響 ，并且這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路復(fù)雜 。此外還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動(dòng)電路等。系統(tǒng)框圖如圖 ： 圖 方 框圖 方案 二 采用數(shù)字溫度芯片 DS18B20測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線形較好。 DS18B20的最大特點(diǎn)之一采用了單總測(cè)溫電路 ADC0809 復(fù)位電路 單 片 機(jī) LED 數(shù) 碼 顯 示 時(shí)鐘電路 按鍵防抖動(dòng) 4 線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì) DS18B20和微控制器 AT89C51構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置 ,它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào) ,可直接與計(jì)算機(jī)連接。采用 51單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算 法和邏輯控制，而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。 該系統(tǒng)利用 AT89C51芯片控制溫度傳感器 DS18B20進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)并 顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測(cè)量環(huán)境溫度 。 圖 DS18B20溫度測(cè)溫系統(tǒng) 方 框圖 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 溫度傳感器 單 片 機(jī) LED 數(shù) 碼 顯 示 5 從以上兩種方案，容易看出方案一的測(cè)溫裝置可測(cè)溫度范圍寬、體積小，但是線性誤差較大。