基于DS18B20的多点温度测量系统设计
基于DS18B20的多点温度测量系统
测 到 的数值 乘 以 ０ ． ０ ６ ２ ５即可 得 到 实 际 温 度 ，如 果
温度小 于 ０ ， 用 补码 表示 ， 需要 将 获得 的数值 取 反加 １ 再乘以 ０ ． ０ ６ ２ ５即可 得 到 实 际温 度 。 图 １ ． １中 ， Ｓ
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图 １ ． ２ Ｄ Ｓ Ｉ ８ Ｂ ２ ０的 外 形 及 管脚 排 列
第ｌ ９卷
第 ２期
辽 宁科技 学 院学报
Ｖ ｏ １ ． １ ９ Ｎ ０ ． ４
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位７ 位 ６ 位 ５ 位４ 位 ３ 位 ２ 位 １ 位０ （ Ｌ Ｓ Ｂ ）
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图１ ． １ Ｄ Ｓ Ｉ ８ Ｂ ２ ０温 度 值 存 储 器 格 式 表
以并联在 一 根总线 上 。
ｌ Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０数 字 温 度传 感器
１ ． １ Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０测 温原 理
当Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０接 收到 单 片机 的 启动 信 号后 ， 开 始
启 动温度 转换 。转 换 完成 后 的温 度 值 就 以 ｌ ６位 带 符 号扩 展 的二进制 补 码形式 存储 在高 速 寄存器 的第 ｌ 、 ２字 节 ， 格式 如图 １ ． １ 所 示 。单 片 机 可 以 向温 度 传 感器发 送 指令读 取 转 换 后 的 数 据 ， 读 取 时 候低 位 在前 ， 高 位在 后 ， 数 据格 式 以 ０ ． ０ ６ ２ ５ ｏ Ｃ ／ Ｌ Ｓ Ｂ形式 表
基于DS18B20的温度测量系统设计
基于DS18B20的温度测量系统设计概述：DS18B20是一种数字温度传感器，具有精确度高、稳定性好、尺寸小等特点。
本文将基于DS18B20设计一个温度测量系统，主要包括硬件设计和软件设计两部分内容。
硬件设计：1.传感器模块：DS18B20传感器模块包括一个温度传感器和一个数字转换芯片。
传感器模块通过串行总线与主控设备进行通信，并提供温度数据。
2.单片机：选择一种适合的单片机作为主控设备，负责与传感器模块通信，并实现相关功能。
3.显示模块：通过液晶显示屏或数码管等模块，将测量到的温度实时显示出来。
4.电源模块：为系统提供稳定的直流电源，使系统能够正常工作。
软件设计：1.通信协议：将单片机与传感器模块之间的通信协议设置为1-Wire协议，该协议简单易实现，并且可以同时连接多个传感器。
2.初始化：在系统启动时，初始化单片机与传感器模块之间的通信，并对传感器模块进行必要的设置，如分辨率、精确度等。
3.数据读取：通过1-Wire协议，单片机向传感器模块发送读取温度的指令，传感器模块将温度数据以数字形式返回给单片机。
4.数据处理：单片机接收到温度数据后，进行相应的数据处理，可以进行单位转换、滤波处理等。
5.数据显示：将处理后的温度数据通过显示模块实时显示出来。
系统应用：1.工业自动化：用于监测生产设备的温度，实现设备状态监控和预警功能。
2.室内温控：通过与空调系统或暖气系统的连接，实现室内温度的精确控制。
3.热管理：用于监测电子设备或电路板的温度，保证设备运行时的稳定性和散热效果。
总结：基于DS18B20的温度测量系统设计，通过选用合适的硬件模块和软件设计方案，可以实现精确、稳定的温度测量，并通过通信和显示模块实时反馈温度数据。
该系统具有应用广泛、性能可靠等优点，在工业自动化、室内温控、热管理等领域有着重要意义。
基于DS18B20的多路温度检测系统设计
ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｅ ｉ ｎ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｔｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｓ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｐ ｉ ｔ ， Ｗ ｉｈ ｄ ｇ ｔｌｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒＤ Ｓ ８ ０ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓａ ｄ ｓｇ ｉ ｈ ｃ ｎ ｔ ｓ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｆｄ ｆ ｒ ｎ ｏ ｎ ｓ ｔ ｉ ｉ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｎ ｏ １ Ｂ２ ａ ａ ｈｅ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｄ ｖ ｃ ｓ ｓｔ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｅ ｉ ｅ ，ｗｉｈ ＡＴ８ Ｃ５］ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｔ ｆｍ ｕ ｔ—ｐ ｉ ｅ ｔ ９ ｓ ｃ ｎ ｒ ｌ ｕ ｉ ｏ ｌｉ ｏ ｎｔｔ ｍｐｅ ａ ｕ ｅ ｃ ｎ ｂ ｓ ｒｔ ｒ ａ ｅ ｄ ｔ ｃ ｅ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ， ｎ ｉ ｅ ｈ ｙ ｔ ｍ ａ ｄ ｒ ｉｃ ｉ ａ ｄ ｓ ｆｗａ ｅ ｆ ｗ ｈ ｒ ． ｎ ｔ ｅ ｓ ｓ ｍ ，ｄ ｔ ｅ ｅ ｔ ｄ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ａ ｄ ｇ ｖ ｓ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｎ ｏ ｔ ｒ ｏ ｃ ａ ｔ Ｉ ｈ ｙ ｔ ｌ ｅ ａａ
术和通信 网络的发展［ ． Ｊ 电讯技术， １ ． 】 ２ ０ ０
陈小芳． 于泰克Ｒ Ａ 基 ｓ 的分析评估和优化Ｒ Ｉ ＦＤ
系统 ［． 测试， ０ （） Ｊ电子 】 ２ ７６． ０
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价格便宜，具有很高的性价 比，可 以定时循环检 测和通过 Ｌ Ｄ ６２ Ｃ １０ 显示 多路 的温 度，因此 选择
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２３ 串 口通 讯 电路 设 计 ．
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基于DS18B20的单片机设计(多点测温)
目录一、系统硬件部分设计 (2)1．系统总体设计方案 (2)（1）系统的技术指标 (2)（2）温度测量方案 (2)（3）系统方案及元件的选择 (3)2．系统的工作模块 (4)（1）AT89C51芯片 (4)（2）LCD显示 (5)（3）温度采集模块 (5)（4）声光模块 (5)（5）驱动模块 (6)3．系统电路原理图 (7)二、系统软件部分设计 (8)1．系统软件设计方案 (8)（1）主程序流程图 (8)（2）显示模块流程图 (9)（3）温度采集模块流程图 (9)2．程序清单 (10)三、系统仿真过程及结果 (11)1.Keil编译及仿真 (11)2.Proteus仿真 (12)四、系统实物制作与调试 (15)1．系统实物器件清单 (15)2．实物制作过程 (15)3．系统调试过程与功能实现 (16)（1）实验中遇到的问题和解决方案 (16)（2）系统的功能实现 (16)五、心得体会： (17)六、参考文件 (18)附录 (19)附录一（系统实物器件清单） (19)附录二（源程序） (21)一、系统硬件部分设计1．系统总体设计方案如图1所示:图1系统方案本设计目的在于通过测量温度来判断外部设备是否工作，以维持室温的恒定，于是我们测温模块DS18B20来采集不同地方的温度，通过单片机89C51来判断温度是否在设定范围内，并输出到显示模块LCD1602，显示温度数值。
如果温度在可控范围内，LED灯将显示正常工作，蜂鸣器不工作；如果温度超过设定值，系统将驱动降温模块，电机将开始运转，LED灯显示超温工作，蜂鸣器报警；如果温度低于设定值，系统将驱动升温模块，电阻丝将开始通电，将电能转化成热能，LED灯将显示红色报警，蜂鸣器报警。
（1）系统的技术指标利用DS18B20和AT89C51设计一个温度测量系统,系统功能：实现三点温度检测，用LCD显示温度；温度测量范围：-55℃~125℃，精度0.1℃。
设定温度上下限，当温度高于上限值或低于下限值时，系统能自动驱动降温与升温设备工作。
基于DS18B20的多点温度测量系统的设计与制作
设计中采用的主要元器件简介 温度传感器——DS18B20 温度传感器 液晶显示屏——LCD1602 液晶显示屏 单片机芯片——STC89C52 单片机芯片
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
设计方案
单片机驱动电路
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
工作时的显示屏
基于DS18B20的多点温度测量系 统的设计与制作
- END 学 生：刘慧灵 指导老师：安玉磊 指导老师：
软件程序设计
开始
调用初始化子程序 温度是否超 出设定范围？ 出设定范围 ？
Y N
调用温度报警程序 读取温度数据 调用LCD显示程序 显示程序 调用 调温度处理子程序
结束
程序主函数
void main() //主函数 主函数 { do { tmpchange1(); tmpchange2(); deal(temp1,temp2); display(tmp1(),tmp2()); } while(1); }
基于DS18B20的多点温度测量系 统的设计与制作
学 专 姓 院： 业： 名： 刘慧灵 安玉磊 信息学院 测控技术与仪器 学 职 号： 080107011039 称： 助教
指导老师：
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
硬件部分简介 软件部分简介 实物展示
基于DS18B20的多点温度测量系统的 设计与制作
课题研究的现状及意义 课题研究的现状及意义 在实际工业生产及日常生活中， 在实际工业生产及日常生活中，为了避免 局部的温度过高或过低， 局部的温度过高或过低，需要对某个空间 内多个点的温度进行监测， 内多个点的温度进行监测，如在粮库测温 系统、智能建筑自控系统、冷库测温系统、 系统、智能建筑自控系统、冷库测温系统、 中央空调系统等多种系统中都需要多点温 度测量。为了改善监测人员的工作条件， 度测量。为了改善监测人员的工作条件， 监测人员一般需要远离监测对象。因此， 监测人员一般需要远离监测对象。因此， 多点温度远程监测在实际生产中具有重要 的应用价值。 的应用价值。
基于DS18B20的多点温度检测系统
基于DS18B20的多点温度检测系统绪论1.1 设计背景和意义温度是一个反映物体冷热程度的物理量。
温度的检测和控制在当代日常生活和工农业生产工程中有着越来越广泛的应用，要求也越来越高[1]。
在冶金、化工等工业生产过程中，广泛使用的各种加热炉、反应炉等，都要求对温度进行严格控制。
在日常生活中，电烤箱、微波炉、电热水器等电器也需要进行温度检测与控制[2],而且现在越来越多的地方用到多点温度测量，比如冰箱的保鲜层和冷冻层是不同的温度,这就需要多点的测量和显示可以让用户直观的看到温度值，并根据需要调节冰箱的温度。
它还在其他领域有着广泛的应用，如：消防电气的非破坏性温度检测，空调系统的温度检测等。
温度检测系统应用十分广阔[3]。
1.2 国内外同类设计概况目前多点温度检测系统在国内各行各业的应用已经十分广泛，但从国内生产的多点温度检测仪器来讲，发展水平仍比较落后，和德国、美国等发达国家相比有着很大差距。
采用51单片机来对温度进行检测和控制，不仅具有成本低廉、控制方便和灵活性大等优点，而且可以提高被控温度的技术指标，从而提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的处理问题是一个工业生产中经常会遇到的问题[4]。
1.3 本课题要解决的问题和方法本文基于AT89C51单片机，由两片DS18B20温度传感器采集环境温度，两片DS18B20温度传感器采用单总线连接方式，统一连接于单片机的同一IO口，由LCD1602将采集的温度实时显示出来，当温度超过设定的温度值范围，单片机控制外围电路中的蜂鸣器产生报警，并且利用max232实现与上位机的通信。
因此主要电路包括：单片机系统电路，温度采集电路，温度显示电路，上位机通信电路，报警电路等组成。
2 系统总体设计2.1 系统方案的选择该设计主要由温度测量，数据采集和数据处理部分组成，实现方案有很多种，下面将列出两种经常用到的实现方案。
2.1.1 设计方案一采用热敏电阻传感器。
随着环境温度的变化，热敏电阻的阻值也发生线性变化，电阻两端的电压也随着电阻的线性改变而发生相同的变化，用处理器采集电阻两端的电压，然后根据公式计算出当前的环境温度值。
基于DS18B20的多点温度检测
3. 1 64位 ROM 编码 每片 DS18B20含有一个唯一的 64位 ROM 编码 。
头 8位是产品系列编码 ,接着的 48 位是产品序列号 , 最后 8 位 是 CRC (循 环 冗 余 校 验 ) 码 。因 此 , 多 片 DS18B20能够连在同一条数据线上而不会造成混乱 , 这为温度的多点测量带来了极大的方便 。 64 位唯一
图 1 D S18B20的内部结构框图
温度配置寄存器决定了分辨率和测温精度以及转
换时间 ,其格式如表 2所示 。
表 2 分辨率设置
R1 R2 分辨率设置 /位 测温精度 / ℃ 转换时间 /m s
00
9
0. 5
93. 75
01
10
0. 25
187. 50
10
11
0. 125
375
11
12
0. 062 5
[ 4 ] 史忠科. 最优估计的计算方法 [M ]. 北京 : 科学出版社 , 2001.
[ 5 ] 侯国章. 测试与传感技术 [M ]. 哈尔滨 :哈尔滨工业大学 出版社 , 2000.
Rea l T ime M ea surem en t of V ibra tion Ba sed on USB Camera
1 D S18B20简介
DS18B20是美国 DALLAS半导体公司推出的应用 单总线技术的数字温度传感器 。DS18B20有 3种封装 形式 : 3脚的 TO 292B 封装 、6 脚的 TSOC 封装 、8 脚的 SO IC封装 。表 1列出了其引脚功能 ,它的内部结构如 图 1所示 。
表 1 D S18B20的引脚功能
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基于DS18B20多点无线温度采集系统设计
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复位 电路 是使 单 片机 处 于某 种确定 的初始 状 态 ． 单 片机 工作从 复位开 始 ， 单 片机 Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ ￣ Ｊ Ｉ 脚 加 入 高 电平并 保持 ２ 个 机 器周 期 以上 ， 就执 行复 位操 作【 １ ］ ． 复位操 作有两 种 基本方 式 ： 一种 是上 电复 位 ， 另一 种 是 上 电与按 键 均有 效 的复 位 ． 图 中采用 后一 种 复位 电路． 当Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ 获 得高 电平 ， 随着 电容 Ｃ ５ 的充 电 ， Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ 引脚 的高 电平将 逐渐 下 降． 若 该高 电平 能够保 持２ 个 机器周 期 以上 ， 就可 以实 现复位 操作 ．
Ｈ — ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ Ｐ ９ ２ ５ ｐ ２ ６
Ｐ ２ ７
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图 ２ 时 钟 电 路 和复 位 电 路 图
２ 。 ２ 显示 电路
如图３ 为无线温度采集系统显示电路 ， 分为数码管显示电路和１ ２ ８ ６ ４ 液晶显示电路． 基于它们各 自的
时钟 电路 和 复位 电路 ．
单片机的时钟信号通常有两种产生方式 ： 内部时钟方式和外部时钟方式． 内部时钟方式是利用单片 机 内部的振荡 电路产生时钟信号 ． 夕 ｝ 、 部 时钟方式是把外部已有 的时钟信号引入到单 片机内． 本系统采用 内部时钟方式【 ｌ 】 ． 如图， 在单片机的Ｘ Ｔ Ａ Ｌ １ 和ｘ Ｔ Ａ Ｌ ２ 引脚外接晶振 ， 作为单片机 内部振荡 电路的负载 ， 构成 自激 振荡 器 ， 可 在单 片机 内部 产 生时钟 脉 冲信号 ． Ｃ １ １ 和Ｃ ２ ２ 可 以稳 定 振荡 频率 ， 并 快 速起 振 ． 本 电路选 用
DS18B20的多点温度检测系统的设计
1 系统方案设计1.1 方案设计方案一：该方案由单片机、模拟温度传感器AD590、运算放大器、AD转换器、4×4键盘、LCD显示电路、集成功率放大器、报警器组成。
本方案采用模拟温度传感器AD590作为测温元件，传感器将测量的温度变换转换成电流的变化，再通过电路转换成电压的变化，使用运算放大器交将信号进行适当的放大，最后通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号，传给给单片机，单片机将温度值进行处理之后用LCD显示，当温度值超过设置值时，系统开始报警。
图1.1 方案一温度测量系统方案框图方案二：该方案使用了AT89C51单片机作为控制核心,以智能温度传感器DS18B20为温度测量元件，采用多个温度传感器对各点温度进行检测，通过4×4键盘模块对正常温度进行设置显示电路采用128×64 LCD模块，使用LM386作为报警电路中的功率放大器。
温度传感器图1.2 方案二温度测量系统方案框1.2 方案论证方案一采用模拟温度传感器，转换结果需要经过运算放大器和AD转换器传送给处理器。
它控制虽然简单，但电路复杂，不容易实现对多点温度进行测量和监控。
由于采用了多个分立元件和模数转换器，容易出现误差，测量结果不是很准确，因此本方案并不可取。
方案二采用智能温度传感器DS18B20，它直接输出数字量，精度高，电路简单，只需要模拟DS18B20的读写时序，根据DS18B20的协议读取转换的温度。
此方案硬件电路简单，程序设计复杂一些，但是电子竞赛培训期间我编写过DS18B20、图形液晶、键盘的程序，而且设计过电路并成功地通过调试，并且我已经使用开发工具KEIL用C语言对系统进行了程序设计，用仿真软件PROTEUS 对系统进行了仿真，达到了预期的结果。
由此可见，该方案完成具有可行性，体现了技术的先进性，经济上也没有问题。
综上所述，本课题采用方案二对系统进行设计。
2 系统设计2.1工作原理基于DS18B20多点温度测量系统以AT89C51为中心器件，以KEIL为系统开发平台，用C语言进行程序设计，以PROTEUS作为仿真软件设计而成的。
基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计
石家庄铁道大学四方学院毕业设计基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计The Design ofVegetable Greenhouse Multi-point Temperature Measurement System Based onDS18B202012 届电气工程系专业自动化学号学生姓名指导老师刘成群完成日期 2012年5月15日毕业设计成绩单毕业设计开题报告摘要温度是影响蔬菜大棚内作物生长的重要因素，温度过高或过低，都会影响蔬菜的生长。
传统的温度控制是用温度计来测量，并根据此温度人工来调节其温度。
但仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。
为此，现代的蔬菜大棚管理中通常需要温度自动检测控制系统，对蔬菜大棚内的温度进行实时检测控制，以使蔬菜大棚内的作物保持在最佳的生长状态。
本文介绍了基于AT89C51单片机和10个DS18B20传感器的蔬菜大棚多点测温系统。
其中DS18B20为温度采集模块, AT89C51单片机作为主要控制器，并配合数码管显示电路，按键控制电路，温度上下限调整电路，声光报警等电路实现10点单总线多点温度的检测、显示、温度上下限可调的温度检测系统。
通过按键对单片机的工作状态进行控制，确定其工作在测温状态、报警状态、还是设定状态。
按键设定温度上下限，以适应不同种类、不同生长时期作物生长所需最适温度的要求。
在系统设计过程中充分考虑性价比，选用价格低、微功耗、性能稳定的元器件。
该温度测量仪具有连接点数多，传输距离远，扩展方便，便于构成采集系统及价格低廉等优点，非常适用于多点蔬菜大棚的温度检测，能够方便准确地显示蔬菜大棚内的温度，且省时省力。
能有效保证蔬菜的正常生长，为蔬菜的生长提供稳定的环境场所。
关键词：温度DS18B20 单总线多点蔬菜大棚AbstractTemperature is an important factor to affect crop growth in the vegetable greenhouse. The temperature will affect the growth of vegetables when it is too high or too low. Traditional temperature control with a thermometer to measure the manual is to adjust the temperature according to this temperature. However, merely relying on the manual control not only waste the labor force but also prone to error. To this end, modern vegetable greenhouse management usually requires automatic temperature control system is detected. The real-time detection and control of temperature in the vegetable greenhouse will keep the vegetable greenhouse crops maintaining an optimal growth state.This paper introduces the vegetable greenhouses multi-point temperature measurement system based on AT89C51 microcontroller, C language, and 10 DS18B20 sensor. DS18B20 is the temperature acquisition module. AT89C51microcontroller as the main controller with the display circuit and digital key control circuit, the lower limit on the temperature adjustment circuit, sound and light alarm circuit is the system. The temperature detection system can realize the 10 points temperature detection, display and adjustment by a single bus.The keys control the working status of the microcontroller to determine its work in the temperature status, alarm status, or set the state. The buttons is to set the temperature lower limit to accommodate the types of different growth stages of crop growth and the optimum temperature required. Fully considering the cost-effective in the system design process I selected low price, micro-power consumption and stable performance components. The temperature gauge has a number of connection points, the transmission distance; the expansion is convenient, easy to form a collection system and the advantages of low prices. The system is ideal for multi-point temperature of the vegetable greenhouses detection. It can easily and accurately shows the temperature inside the vegetabl e greenhouses. What’s more, It effectively guarantee the normal growth of vegetables and provide a stable environment for the growth of vegetables places.Key words：Temperature DS18B20Multi-point by a single bus Vegetable greenhouse目录第1章绪论 (1)1.1研究的背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.2.1人工测量阶段 (1)1.2.2自动测量阶段 (2)第2章系统的总体设计 (3)2.1系统的设计要求 (3)2.2系统的基本组成 (3)2.3系统的工作原理 (4)第3章系统的硬件设计 (5)3.1单片机AT89C51 (5)3.1.1功能特性 (5)3.1.2管脚说明 (5)3.2DS18B20 (8)3.2.1DS18B20温度采集模块硬件电路图 (8)3.2.2DS18B20的主要特性 (9)3.2.3DS18B20的外部形状及内部结构 (9)3.2.4单总线操作流程和操作命令·················································错误!未定义书签。
基于DS18B20的多点温度采集系统设计(LCD)
课程设计任务书题目：基于DS18B20的多点温度采集系统设计（LCD）系（部）：信息科学和电气工程学院实习地点：班级：学生姓名：学号：指导教师：时间：2012年月日到2012年月日山东交通学院单片机已在各行业得到广泛使用，为适应更多的使用领域，厂家采取了在一块单片机芯片上集成多种功能部件和大容量存储器的方法。
因而，整个使用系统不需要扩展，而体积变小、可靠性增高，使单片机成为真正意义上的单片机系统。
本设计是基于STC89C52单片机和DS185B20实现温度的测量系统，单片机在本系统中作为温度输入和显示控制器件，DS18B20被用作温度数据的采集和温度输出器件。
本系统采用单总线操作，线路简单，测量值精确，可实现多点测量，并对温度超过限制值，产生报警和数据采集。
本系统被广泛使用于温度控制、温度检测、温度采、消防等系统中。
关键词单片机；数据转换；温度显示；一.课程设计总体说明---------------------------------------11.1目的----------------------------------------------------------------------1 1.2基本功能----------------------------------------------------------------1 1.3扩展功能----------------------------------------------------------------11.4课题所达到的功能目标------------------------------11.5单片机的选择--------------------------------------1二.硬件系统说明-------------------------------------------2 1硬件总体设计方案------------------------------------21.1硬件设计目标-------------------------------------21.2硬件功能模块划分---------------------------------21.3主控芯片和关键元器件的选型、接口和引脚介绍-------22.软件设计----------------------------------------------62.1流程图-------------------------------------------6三.软件调试说明-------------------------------------------71.软件性能测试---------------------------------------7 四．课题开发总结------------------------------------------10五．用户操作说明-----------------------------------------11 六.参考资料----------------------------------------------------------------11附录：程序-----------------------------------------------------------------12一、课题总体设计说明1.1、目的（1）本实验要实现的是通过DS18B20温度传感器采集温度并在LCD上显示,并学会使用单片机控制DS18B20此类单总线器件，并对数字温度传感器DS18B0进行时序分析。
基于DS18B20的多点式无线温度测量仪的设计与实现
基于DS18B20的多点式无线温度测量仪的设计与实现基于DS18B20的多点式无线温度测量仪的设计与实现一、绪论近年来，随着物联网和无线通信技术的迅猛发展，温度测量仪器的无线化越来越受到人们的关注。
因为温度是很多领域中必须监测的关键参数，例如工业生产、农业、医疗和环境监测等领域。
本文基于DS18B20传感器，设计并实现了一种多点式无线温度测量仪，具备高精度、远距离传输和多节点测量的特点。
二、设计方案1. 系统框图本文的多点式无线温度测量仪由多个测量节点、中心控制器和无线通信模块组成。
每个测量节点都装配有DS18B20传感器，用于采集温度数据，然后通过无线通信模块发送给中心控制器。
中心控制器负责接收并处理所有测量节点的数据，并将数据通过无线通信模块发送到上位机上进行显示和记录。
2. 硬件设计每个测量节点的硬件设计主要包括DS18B20传感器、单片机和无线通信模块。
DS18B20传感器是一款数字温度传感器，具有高精度和抗干扰能力。
单片机作为控制核心，负责采集传感器数据并进行无线通信模块的控制。
无线通信模块选择了低功耗蓝牙模块，以满足长距离传输和低功耗的要求。
3. 软件设计软件设计主要包括单片机程序和上位机程序的编写。
单片机程序通过配置DS18B20传感器的工作模式，并读取传感器的温度数据。
然后，将温度数据通过无线通信模块进行传输。
上位机程序负责与中心控制器进行通信，接收并解析传感器的数据，并将数据以图表和数据表的形式进行显示和记录。
三、实现过程1. 硬件实现首先，搭建硬件平台，包括连接DS18B20传感器、单片机和无线通信模块。
然后，根据硬件接口进行连接，并对DS18B20传感器进行合适的引脚设置和供电。
最后，完成硬件平台的搭建和连接。
2. 软件实现编写单片机程序，实现对DS18B20传感器的配置和数据读取，并通过无线通信模块进行数据传输。
编写上位机程序，实现与中心控制器的通信和数据解析，以及数据的显示和记录。
基于DS18B20的多点温度测量体系的设计与仿真
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｏ ｌ －ｃ ａ ｎ ｌｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓｇ ｎ ｉ ｌ ｔ ｆｍｕ ｔ ｈ ｎ ｅ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｏ ｉ
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温单元 ，存储单元 ，显示单元等构成 。在温度 采集完成 之后 可在 Ｌ Ｄ上显 示和 通过 串 口 Ｒ ２ ２传 到上位 机。 Ｃ Ｓ３
在 Ｐｏ ｕ 环境下 ，上位机 （ Ｃ机 ）与下位机 （ ｒｔ ｓ ｅ Ｐ 单片机 ）相结合 进行仿 真 ，使其 在应用前 端对 其性能进 行测
评 。在上位机采用 Ｌｂ Ｉ Ｗ 编制 的程序将接 收到单 片机传递 的数据进行 显示 。 ａ ＶＥ 关键词 ：温度测量 ；单 片机 Ａ ８ Ｓ ２；Ｄ １ Ｂ ０ Ｐｏｅｓ Ｌｂ ＩＷ Ｔ９５ Ｓ ８ ２ ； ｒｔ ； ａＶ Ｅ ｕ
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ＣＮ１ ２—１ ５ ／Ｎ ３２
基于DS18B20的温度测量系统设计
基于DS18B20的温度测量系统设计一、引言温度测量是现代生活中很常见的一项测量工作。
在很多领域中，如农业、医疗和工业等，温度的准确测量对于保持合适的环境和防止设备损坏至关重要。
因此，设计一种高精度、稳定可靠的温度测量系统至关重要。
本文将基于DS18B20温度传感器进行详细的设计。
二、DS18B20概述DS18B20是一种数字温度传感器，它可以提供9至12位的温度数据精度。
它使用单总线接口进行通信，并且可以在不同分辨率下进行配置以满足不同的应用需求。
该传感器具有很多优点，如精度高、体积小、能够长时间稳定工作等。
三、系统设计1.硬件设计硬件设计是温度测量系统设计的基础。
设计中需要考虑到供电电源、连接方式和传感器位置等因素。
(1)供电电源：传感器和测量电路通常需要稳定的电源供应，可以选择直流电源或者电池供电，需要根据实际需求进行选择。
(2)连接方式：DS18B20可以通过单总线接口进行连接，可以选择串行线连接传感器和控制器。
(3)传感器位置：传感器的位置也是需要考虑的因素，需要确保传感器可以完全接触到被测物体表面，并且避免外部因素对测量结果的影响。
2.软件设计软件设计是温度测量系统设计中非常重要的一部分，它主要包括传感器数据采集和数据处理等方面。
(1)传感器数据采集：DS18B20可以通过单总线接口进行数据采集，基于单总线协议，可以实现多个传感器的并行测量。
在软件设计中，需要使用相应的驱动程序来实现对传感器的读取，并通过相应的接口将数据传输给控制器。
(2)数据处理：采集到的温度数据需要进行处理，可以选择直接将数据输出，也可以进行一些算法处理，如平均值滤波、差值滤波等，以提高数据的稳定性和准确性。
四、系统测试设计完成后，需要进行系统测试以验证设计的正确性和可靠性。
1.传感器测试：首先需要测试传感器的准确性和响应时间等指标，可以将传感器置于稳定温度环境下，并使用标准温度计进行对比，以验证传感器的准确性。
基于DS18B20的多点温度采集系统设计
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０ 引 言
温度 是农 业生 产 中的一 个重 要 参数 ，在众 多 农业 生产 领域 中 需 要对 温度进 行 监测 ，大 型粮 仓需 要对 上 百个 点的温 度进 行 监测 ，掌 握 各个 点在 不 同时 刻的温 度变 化 ， 以提 高仓 储 量 ，同时 有效 地 避免 发生霉 变现 象 。针 对这 种需要 多 点温度 采 集 的情况 ，本 文设 计提 出 了一种 基 于Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机 和 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 数字 温度 传 感器 的 多点 温度 采 集系 统 。系统 可 以实 时获取 多 点温度 数据 ，并将 温度 值与 报 警设 定值进 行 比较 ，判 断是 否发 出声 光报 警 ，同时 将温 度值 送Ｌ Ｃ ＤＩ ６ ０ ２ 进 行 实 时显 示 ， 并把 温 度 数据 通 过 串 口通 讯传 输 给 上 位Ｐ Ｃ 机 ，由 Ｐ Ｃ 机 处理 后通 过 网络传 输到 控制 中心 。
基于DS18B20的多点温度检测系统
基于DS18B20的多点温度检测系统赵彩霞【摘要】In this paper,a new multi-spot temperature survey system composed of 1-wire temperature sensor DS18B20 and MCU is designed.This article introduces the basic characteristics of DS18B20,and this article also gives the corresponding hardware interface circuit,software flow diagram and the primary code.DS18B20 has a series of characteristics such as digital output,1-wire interface and low cost.Test show that the multi-spot temperature survey system has the advantages of accurate measurement,wide temperature range,small volume and convenient controlling.%该文提出了采用单总线数字式温度传感器DS18B20和单片机组成的新型智能多点温度检测系统。
在文中，首先介绍了DS18B20的基本特性，然后给出了相应的硬件接口电路、软件流程及主要程序代码。
DS18B20具有直接输出数字信号、单总线接口、成本低等优点。
经试验，基于单总线器件DS18B20的多点温度检测系统测量温度准确、测温范围宽、体积小、控制方便。
【期刊名称】《科技创新导报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P100-102)【关键词】单总线;DS18B20;多点测温【作者】赵彩霞【作者单位】同煤集团煤峪口矿电讯科山西大同 037003【正文语种】中文【中图分类】TP21在中央空调系统、冷库系统、反季节大棚等多种系统中都需要多点的温度检测。
基于ds18b20的多点测温
基于DS18B20的单总线多点测温系统、摘要：本文主要介绍了一个基于DS18B20单片机的测温系统，详细描述了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，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AT89C51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。
随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时有温度传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时作出决定。
在这样的形式下，开发一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要关键词：DS18B20，AT89c51，多点测温一、任务分工：表1—1 任务分工表二、功能描述：1.使用前程序读取序列号，一次性写入代码中。
此系统写入了三个传感器的序列号。
2.上电，显示“welcome”开机画面。
3.按键1功能选择键，可以选择显示相应的节点，显示所有节点温度，显示平均温度。
4.按键2确认键，按键1选择相应的界面后，按确认键，，同时对传感器进行数据采集，并显示温度。
三、方案选择：一）总线方案：方案一：单端口单总线的多点测温典型应用如图所示，所有DS18B20并联后其数据线连接到处理器的一个端口线上，显著特点是只占用单片机的一个端口。
每个DS18B20内部均有一个唯一的64位序列号，在工作之前先将主系统与DS18B20逐个连接，分别读出序列号并存储在单片机中，根据序列号就可以对同一总线上多个DS18B20进行识别控制，分别读取其温度。
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一、绪论1.1 课题来源温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。
人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科都离不开温度。
在工业生产和实验研究中，在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对环境温度进行控制。
比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。
炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品；没有合适的温度环境，许多电子设备不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。
可见，研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。
随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。
本设计要求系统测量的温度的点数为4个，测量精度为0.5℃，测温范围为-20℃～+80℃。
采用液晶显示温度值和路数，显示格式为:温度的符号位,整数部分,小数部分,最后一位显示℃。
显示数据每一秒刷新一次。
1.2 课题研究的意义21世纪科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。
对于本次设计，其目的在于：（1）掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、使用特点和方法，利用C51对系统进行编程。
（2）本课题综合了现代测控、电子信息、计算机技术专业领域方方面面的知识，具有综合性、科学性、代表性，可全面检验和促进学生的理论素养和工作能力。
（3）本课题的研究可以使学生更好地掌握基于单片机应用系统的分析与设计方法，培养创新意识、协作精神和理论联系实际的学风，提高电子产品研发素质、增强针对实际应用进行控制系统设计制作的能力。
1.3国内外现状及水平传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。
温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段:传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；模拟集成温度传感器／控制器；数字温度传感器。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展，同时具有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。
随着我国四个现代化和经济发展，我国在科技和生产各领域都取得了飞速的发展和进步，发展以温度传感器为载体的温度测量技术具有重大意义。
二、总体方案设计2.1 方案介绍本该方案使用了AT89C51单片机作为控制核心,以智能温度传感器DS18B20为温度测量元件，采用多个温度传感器对各点温度进行检测，通过4×4键盘模块对正常温度进行设置显示电路采用128×64 LCD模块，使用LM386作为报警电路中的功率放大器。
如图2.1为系统总体框图。
图2.1 基于数字温度传感器测量系统框图本课题采用数字温度传感器DS18B20作为测为测温元件,它具有如下特点:（1）只要求一个端口即可实现通信。
（2）在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
（3）实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
（4）测量温度范围在－55C 到＋125C 之间。
（5）数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
（6）内部有温度上、下限告警设置。
三、硬件电路设计3.1测温电路DS18B20温度传感器是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出北侧温度，并且温度传感器可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。
DS18B20的性能特点如下：①独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；②多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；③无须外部器件；④可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V；⑤零待机功能；⑥温度以9或12位数字量读出；⑦用户可定义的非易失性温度报警设置；⑧报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；⑨负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图3.1所示。
图3.1 DS18B20内部结构图64位ROM的位结构如图3.2所示。
开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。
非易失性温度报警器触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。
图3.2 64位ROM结构图DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可擦除的EERAM。
高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图3.3所示。
头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。
第5个字节为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。
DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。
该字节各位的定义如图3.4所示。
低5位一直为1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。
在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要改动，R1和R0决定温度转换得精度位数，即用来设置分辨率，定义方法见表1。
图3.3 高速暂存RAM结构图图3.4 配置寄存器表1 DS18B20分辨率的定义规定由表1可见,DS18B20温度转换的时间比较长,而且设定的分辨率越高,所需要的温度转换时间越长。
因此,在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存RAM的第6,7,8字节保存未用,表现为逻辑1。
第9字节读出前面所有8字节的CRC码,可用来检验数据,从而保证通信数据的正确性。
当DS18B20接收温度转换命令后,开始启动转换。
转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1,2字节。
单片机可以通过单线接口读出数据,读数据时低位在先,高位在后,数据格式以0.0625℃/LSB形式表示。
温度值格式如图3.5所示。
图3.5 温度数据值格式当符号位S=0时,表示测得的温度值为正值,可以直接将二进制位转换为十进制;当符号位S=1时,表示测得的温度值为负值,要先将补码转换为原码,再计算十进制。
表2是一部分温度值对应的二进制温度数据。
表2 DS18B20温度与测得值对应表在64位ROM的最高有效字节中存储有循环冗余检验码(CRC)。
主机根据ROM 的前56位来计算CRC值,并和存入DS18B20的CRC值作比较,以判断主机收到ROM 数据是否正确。
DS18B20的测温原理如图3.6所示。
图中第温度系数晶振的震荡频率受温度的影响很小,用于产生固定频率的脉冲送给减法计数器1;高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变,所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入.图中还隐含着计数门,当计数门打开时,DS18B20就对低温度系数震荡器产生的时钟脉冲计数,进而完成温度测量。
计数门的开启时间由高温度系数震荡器来决定,每次测量前,首先将-55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器1,温度寄存器中,减法计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。
减法计数器1所对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当减法计数器1的预置值减到0时,温度寄存器的值将加1,减法计数器1的预置值将被重新装入,减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。
图3.6中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线形性,其输出用于减法计数器的预置值,只要计数门仍未关闭就重复上述过程,直到温度寄存器值达到被预测值。
另外,由于DS18B20单线通信功能是分时完成的,它有严格的时隙概念,因此读写时序很重要,系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。
操作协议为:初始化DS18B20→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。
图3.6 DS18B20测温原理图DS18B20与单片机的接口电路DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。
另一种是寄生电源供电方式,如图3.7所示.单片机端口接单线总线,为为保证有效DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。
图3.7 DS18B20采用寄生电源的电路图当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10us。
采用寄生电源供电方式时VDD和GND端均接地。
由于单线制只有一根线,因此发送接口必须是三态的。
3.2键盘电路设计3.2.1 行列式键盘与单片机接口电路根据本设计需要，本系统采用了4×4键盘实现对温度值和功能键的设定。
行列式键盘与单片机的接口电路如图3.8所示，H0-H3为行线，接单片机P2口的高4位，L0-L3为列线，接单片机P2口的低4位。
初始化时键盘行线为高电平，列线为低电平。
图3.8 4×4键盘结构3.2.2 键盘面板键盘面板如图3.9所示,本系统使用的键盘有10数字键，5个功能按键。
在系统启动时，先按“设置”键，然后按相应的数字键，按“左移”或者“右移”键改变其他温度的值。
按“确认”键之后系统正式启动。
系统在运行过程 之中可以通过按“重新设置”键，对温度重新进行设置。
图3.9 键盘面板3.3显示电路设计3.3.1 LCD 引脚分布及功能12864液晶显示屏共有20个引脚，其引脚名称及引脚编号的对应关系如图3.10所示：图3.10 12864液晶显示模块引脚分布图0213设置确认右移左移重新设置9876453.3.2单片机与图形液晶的接口电路LCD与单片机的接口电路如图3.11所示：图3.11 LCD与单片机的接口电路3.4报警电路设计本系统设计中有报警器，使用LM386作为报警器的功率放大器，如图3.12所示。
LM386是一种音频集成功放，具图3.12 报警器电路有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点。