基于DS18B20的温度传感器设计
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智能仪表设计说明书
摘要
2009年6月14日随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
关键词： 单片机AT89C51；DS18B20温度传感器；液晶显示LCD1602。
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目 录
摘要 ....................................................................................................................................... I 第一章 前言 ......................................................................................................................... 1 第二章 设计任务及要求 ..................................................................................................... 2
2.1 设计任务 ............................................................................................................... 2 2.2 设计要求 ............................................................................................................... 2 第三章 课程设计方案及器材选用 ..................................................................................... 3
3.1设计总体方案 ........................................................................................................ 3 3.1.1方案论证 ................................................................................................................. 3 3.1.2 系统的具体设计与实现 ...................................................................................... 4 3.2器材选用分析 ........................................................................................................ 5 3.2.1 DS18B20温度传感器 ............................................................................................ 5 3.2.2 AT89S52单片机介绍 ....................................................................................... 12 3.3 软件流程图 ......................................................................................................... 15 3.3.1 主程序 ................................................................................................................... 15 3.3.2读出温度子程序 .................................................................................................. 15 3.3.3 温度转换命令子程序 ........................................................................................ 15 3.3.4 计算温度子程序 ................................................................................................. 16
第四章 硬件电路的设计 ................................................................................................... 17
4.1 proteus简介 ...................................................................................................... 17 4.2 proteus仿真图 .................................................................................................. 17 第五章 调试性能及分析 ................................................................................................. 19 总结 ..................................................................................................................................... 20 参考文献 ............................................................................................................................. 21 附录1 源程序 .................................................................................................................... 22 附录2 原理图 .................................................................................................................... 26
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第一章 前言
目前，单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。
单片机是一种特殊的计算机,它是在一块半导体的芯片上集成了CPU,存储器，RAM，ROM，及输入与输出接口电路，这种芯片称为:单片机。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便的优点，使它迅速的得到了推广应用，目前已成为测量控制系统中的优选机种和新电子产品中的关键部件。单片机已不仅仅局限于小系统的概念，现已广泛应用于家用电器，机电产品，办公自动化用品，机器人，儿童玩具，航天器等领域。
本次课程设计，就是用单片机实现温度控制，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计。
传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点而下面利用集成温度传感器AD590设计并制作了一款基于AT89C51的4位数码管显示的数字温度计，其电路简单，软硬件结构模块化，易于实现。
该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成模拟电压信号，经由模数转换器ADC0804转换成单片机能够处理的数字信号，然后送到单片机AT89C51中进行处理变换，最后将温度值显示在D4、D3、D2、D1共4位七段码LED显示器上。系统以AT89C51单片机为控制核心，加上AD590测温电路、ADC模数转换电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成。
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第二章 设计任务及要求
2.1 设计任务
以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个数字温度计，采用数字温度传感器DS18B20为检测器件，进行单点温度检测，检测精度为±0.1摄氏度。温度显示采用LCD1602显示，两位整数，一位小数如图2.1。
图2.1 系统总体方针图
2.2 设计要求
设计一个基于单片机的DS18B20数字温度计。课程设计要求： ? 5V供电；
? 温度采集采用DS18B20； ? 1602LCD液晶显示器；
? 设计温度控制器原理图，学习用PROTEL画出该原理图，并用proteus进行仿真； 设计和绘制软件流程图，用C语言进行程序编写，然后进行调试。
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