电子工程学院
毕业论文（设计）
课 题 数字式热敏电阻温度计
教 研 室 电子教研室 专 业 应用电子技术 班 级 08级应用电子班 学生姓名 学号
导师姓名 职称 助 教
2011年 1月 9 日
摘 要
温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍、最重要的工艺参数之一，所以温度测量技术和测量仪器的研究是一个重要的课题。随着时代的进步和发展，单片机技术已经伸入到各个领域，基于单片机数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，其输出温度采用数字显示。
该论文仔细研究了美国Dallas公司开发的一线总线技术及其通信协议。论文首先详细介绍了一线总线智能温度传感器DS18B20及单片机工作原理，在此基础上，设计了相应的硬件原理图及软件程序，实现了温度检测与显示环节。
关键词：单片机，数字温度传感器，DS18B20
I
Abstract
Temperature as an important physics, industrial production process in the most general, one of the most important parameters, so the temperature measurement technology and measurement instrument research is an important topic. With the progress of The Times and development, microcontroller technology has dipped into various areas, based on single-chip digital thermometer and traditional thermometer readings, compared with convenient, temperature measurement range, its output temperature using digital display.
This paper studied the American Dallas company development 1-wire bus technology and communication protocols. It firstly introduces in detail 1-wire bus intelligent temperature sensor DS18B20 and single-chip microcomputer principle, on this basis, the corresponding hardware design principle diagram and software program, realized the temperature detection and display link.
Keywords: Microcontroller, digital temperature, sensor
DS18B20
II
目 录
第一章 绪 论 .................................................................................................................................... 1 1.1 课题背景................................................................................................................................. 1 1.2国内外测温状况 ................................................................................................................... 1 1.3温度检测技术介绍 .............................................................................................................. 3 第二章 数字式热敏电阻温度计的设计方案 ........................................................................ 5 2.1 方案一 ..................................................................................................................................... 5 2.2 方案二 ..................................................................................................................................... 6 2.3方案比较与选择 ................................................................................................................... 7 第三章 设计原理与结构 ............................................................................................................... 7 3.1 DS18B20结构及工作原理 ................................................................................................ 7 3.2单片机介绍 .......................................................................................................................... 13 3.3 LED显示器简介 ................................................................................................................. 15 3.4 LED显示器工作原理 ........................................................................................................ 16 第四章 系统结构及工作原理 ................................................................................................... 18 4.1系统硬件原理图及相关说明 ......................................................................................... 18 4.2系统软件算法说明 ............................................................................................................ 19 第五章 系统程序的设计 ............................................................................................................. 21 5.1程序模块设计 ...................................................................................................................... 21 5.2温度数据的计算处理方法 .............................................................................................. 26 总 结 ................................................................................................................................................... 28 参 考 文 献..................................................................................................................................... 30 致 谢 ................................................................................................................................................ 31 附 录 ................................................................................................................................................ 32
III
第一章 绪 论
1.1 课题背景
“工欲善其事，必先利其器”，这是中国的一句古话，人们早就知道工具的重要性。随着以知识经济为特征的信息时代的到来，人们对仪器仪表作用的认识愈加深入。作为工业自动化技术工具的自动化仪表与控制装置，在高新技术的推动下，正跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。而温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍、最重要的工艺参数之一。随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高。因此，温度测量和温度测量技术的研究也是一个重要的研究课题。
温度传感器是当前温度检测的主要器件，本课题的主要出发点是设计出测量温度检测的温度连续检测的仪器。
该论文主要讲述了用温度传感测温的主要原理、实际硬件电路的设计、软件设计和调试分析。第一章介绍了温度检测现状和仪器仪表的发展现状。第二章提出了几种单片机数字温度计的设计方案并作出比较。第三章讲述了单片机系统硬件电路的设计过程，包括对智能温度传感器DS18B20详细的介绍以及单片机系统的设计，并讲述了仪器的软件设计，给出了软件流程图，整套仪器是由单片机系统控制的，包括LED显示器、通讯接口等。第四章进行系统调试分析，这将有助于今后对系统的改进，以进一步提高系统的测量精度，并讲述了通过本设计所得的结论和心得体会。
1.2国内外测温状况
随着国内外工业的日益发展，温度检测技术也不断地进步，目前的温度检测使用的温度计种类繁多、应用范围也较广泛，大致包括以下几种方法： （1）利用物体热胀冷缩原理制成的温度计 利用此原理制成的温度计大致分成三大类：
a 玻璃温度计，它是利用玻璃感温包内的测温物质（水银、酒精、甲苯、煤油等）受热膨胀、遇冷收缩的原理进行温度测量的；
b 双金属温度计，它是采用膨胀系数不同的两种金属牢固粘合在一起制成的双金属片作为感温元件，当温度变化时，一端固定的双金属片，由于两种金属膨胀系数不同而产生弯曲，自由端的位移通过传动机构带动指针指示出相应温度；
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