【正文】 控等領(lǐng)域得到更為廣泛應用。據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機年需求量已達2億片以上，且每年以大約15%的速度增長，發(fā)展迅速的單片機行業(yè)有著廣闊的前景。 　　單片機集成越來越多資源，內(nèi)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(chǎn)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))。單片機提供在線編程能力，加速了產(chǎn)品的開發(fā)進程，為企業(yè)產(chǎn)品上市贏得寶貴時間。二、單片機的發(fā)展趨勢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(shè)計思想和設(shè)計方法。以前自動控制中的PID調(diào)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。隨著單片機應用的推廣，微控制技術(shù)將不斷發(fā)展完善。隨著科學技術(shù)水平的不斷提高, 溫度測量技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。近年來，溫度傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型溫度傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。我國在傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化過程中，應該在引進國外技術(shù)和自主創(chuàng)新兩方面都不放松。工業(yè)設(shè)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(shè)備在運行中還要經(jīng)常對溫度進行測量和控制、實際在人們生產(chǎn)、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(zhuǎn)換成電信號(近代還可以轉(zhuǎn)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(shù)的三部分(信息獲取、信息傳輸、信息處理)中的重要部分。在引進國外先進技術(shù)中，可以提高自己的技術(shù)，同時也滿足了國內(nèi)市場的需求，形成了傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。 論文的主要工作和難點論文研究設(shè)計了一套基于AT89S51單片機技術(shù)的電子電路，并測量溫度，顯示讀數(shù)。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(shè)計具體的硬件選型，都將變得很難。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。2 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?！　〗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。一般測量精度較高。但對于運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產(chǎn)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。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。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。　　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。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。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。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。在自動化生產(chǎn)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。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。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。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。通過計算求出與介質(zhì)達到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù)。 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。隨著紅外技術(shù)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。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(wǎng)功能；③無須外部器件；④可通過數(shù)據(jù)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(shè)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。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。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。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲器。第5個字節(jié)為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。低5位一直為1，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。 高速暫存RAM結(jié)構(gòu)圖 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(zhuǎn)換的時間比較長,而且設(shè)定的分辨率越高,在實際應用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)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(jù),從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性.當DS18B20接收溫度轉(zhuǎn)換命令后,讀數(shù)據(jù)時低位在先,高位在后,℃/. 溫度數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換為十進制。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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(guān)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(jù). 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(nèi)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。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。對下一章硬件電路設(shè)計部分是一個重要的補充和鋪墊。然后通過A89S51單片機驅(qū)動兩位共陽極7段LED數(shù)碼管顯示測量溫度值。其中DS18B20采用“一線制”與單片機相連。 數(shù)字溫度計電路結(jié)構(gòu)框圖溫度計電路設(shè)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。系統(tǒng)工作原理如下:。所示。AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉