基于DS18B20的温度采集显示系统的设计
基于DS18B20的温度测量和显示系统设计与仿真
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基于DS18B20的温度测量和显示系统设计与仿真
作者：远飞
来源：《物联网技术》2012年第11期
摘要：基于美国DALLAS公司推出的数字温度传感器DS18B20，给出了一个温度测量与显示系统的设计方法。
该系统由51单片机AT89C52控制，并由8位数码管显示实时温度，通过该系统可设置温度上限与下限，以便在温度超过限值时进行报警。
关键词：单片机；AT89C52；DS18B20；温度测量
中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2012）11-0036-03
0 引言
传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，而热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，且必须转换为数字信号后才能由单片机进行处理，在高精度要求的温度检测应用中，热敏电阻已经被精度高、准确性好的集成温度采集设备所代替。
DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型数字温度传感器。
它在温度精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面有很大改进，因而被广泛应用于温度采集与处理、数字温度计及各种温控系统中。
本文采用DS18B20设计的温度测量与显示系统，可以实时测量并显示的温度范围为-55～125 ℃。
系统可设置温度上限和温度下限，当测量温度高于上限或者低于下限温度时，系统将发出报警。
1 温度传感器DS18B20。
基于DS18B20的温湿度采集系统设计
文章编号：１ 一 １０ 钾 （Ｄ ）３ ００ 一Ｉ （８ ２１ ｃ — １４ （ ＯＩ ２
１ 引言
在 目前的各种温湿度采集系统中 ， 多点温湿度采集是其
Ｄ１￣） Ｓ Ｉ 可采用外接 电源或寄生供 电方式 。寄生供 电方 ８
式是 １ 一ｗｒ 总线器件从 数据线获得 电能 ， 可 以省去 电 ｅ 这样
超强抗干扰、 高速 、 低功耗的单片机 。其指令代码完全兼容传
片。电源供 电范围 ３０ ５５ 。温 度测量范 围为 一 ５ ＋ ．— ． Ｖ ５℃ １ ￣。在 一ｌ ～ ５ 围内， ２Ｃ ５ ０ ８℃范 ℃ 测量精度为 ± ． 分辨率为 ０ ℃， ５
程控可调的 ０５ ～ ． ２℃。具有独特的 １ ｉ ．℃ ００ ５ ６ 一Ｗ ｒ ｅ总线接 口，
收稿 日 ：１— ４ ０ 期 ２ ０ ０—１ ０
流为 ３ Ｉ 采用半双工通讯方式。它具有转换 １ Ｌ电平 和 ０ ， ０ Ｔ
基金项 目： 南京工业职业技 术学院院级基金 资助项 目 ＲＤ 在手持 式粮库粮情测控管理仪 中的应 用”编号 ：ｏＹ ０ 一 一５ “ ＩＳ ， Ｎ ．Ｋ８ １。
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源线 ， 用两根 导线 实现供 电和数据 传输 。由于每 个 １ ｉ 一Ｗｒ ｅ 总线器件有唯一 的 ６ 位序列号作为标识（ ４ 地址）主机可搜索 ， 连接到该总线上的所有器 件 ， 总线上的每一个器件进行访 对 问和控制 。该传 感器直接 将被测 量 的温度 转换为数字 量并 进行存储 ， 接收到主机 的“ 指令后 ， 读” 以串行方式输 出温度数 据。与传统的热电偶 、 电阻等模拟量传感器相比 ， 以省 热敏 可 去通道切换 、 信号放大 、／ Ａ Ｄ转换等 ， 系统结构更加简单 ， 使 性
基于DS18B20的温度采集显示系统的设计
目录1.引言 (1)1.1绪论 (1)1.2课程设计任务书 (1)2.设计方案 (3)3.硬件设计方案 (3)3.1最小系统地设计 (3)3.2LED发光报警电路 (5)3.3DS18B20地简介及在本次设计中地应用 (5)3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列 (5)3.3.2 DS18B20地工作原理 (6)3.3.3 DS18B20地主要特性 (7)3.3.4 DS18B20地测温流程 (8)3.3.5 DS18B20与单片机地连接 (8)3.4报警温度地设置 (8)3.5数码管显示 (9)3.5.1数码管工作原理 (9)3.5.2数码管显示电路 (10)3.6硬件电路总体设计 (11)4.软件设计方案 (12)4.1主程序介绍 (12)4.1.1主程序流程图 (12)4.1.2主流程地C语言程序 (13)4.2部分子程序 (17)4.2.1 DS18B20复位子程序 (17)4.2.2 写DS18B20命令子程序 (18)4.2.3读温度子程序 (20)4.2.4计算温度子程序 (22)4.2.5显示扫描过程子程序 (23)5.基于DS18B20地温度采集显示系统地调试 (25)6.收获和体会 (27)7.参考文献 (27)1.引言1.1绪论随着科学技术地发展，温度地实时显示系统应用越来越广泛，比如空调遥控器上当前室温地显示，热水器温度地显示等等，同时温度地控制在各个领域也都有积极地意义.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.本文介绍了基于DS18B20地温度实时采集与显示系统地设计与实现.设计中选取单片机AT89C51作为系统控制中心，数字温度传感器DS18B20作为单片机外部信号源，实现温度地实时采集.并且用精度较好地数码管作为温度地实时显示模块.利用单片机程序来完成对DS18B20与AT89C51地控制，最终实现温度地实时采集与显示.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.1.2课程设计任务书《微机原理与接口技术》课程设计任务书(二)题目：基于DS18B20地温度采集显示系统地设计一、课程设计任务传统地温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点.但由于其输出地是模拟量，而现在地智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得非常复杂.硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构庞大，安装困难，造价昂贵.新兴地IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后地数字量，可以在保证测量精度地情况下，大大简化系统软硬件设计.这种传感器地测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度地测量.DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量.本课题要求设计一基于DS18B20地温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块及报警模块.所设计地系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集地温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值.二、课程设计目地通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机地接口及DS18B20地编程；2）矩阵式键盘地设计与编程；3）经单片机为核心地系统地实际调试技巧.从而提高学生对微机实时控制系统地设计和调试能力.三、课程设计要求1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集地温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警）2、能实时显示温度值，要求保留一位小数；四、课程设计内容1、人机“界面”设计；2、单片机端口及外设地设计；3、硬件电路原理图、软件清单.五、课程设计报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）总体设计方案（3）针对人机对话“界面”要有操作使用说明，以便用户能够正确使用本产品；（4）硬件原理图，以便厂家生成产（可手画也可用protel软件）；（5）程序流程图及清单（子程序不提供清单，但应列表反映每一个子程序地名称及其功能）；（6）调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%.2.设计方案本次地课题设计要求是基于DS18B20地温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块和键盘输入模块及报警模块.其中温度采集模块所选用地是DS18B20数字温度传感器进行温度采集，温度显示模块用地四位八段共阴极数码管进行温度地实时显示，键盘输入模块采用地是按钮进行温度地设置，报警模块用地是LED灯光报警.具体方案见图2-1.图2-1 总体设计方案3.硬件设计方案3.1最小系统地设计本次设计单片机采用地是AT89C51系列地，它由一个8位中央处理器(CPU)，4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个串行I/O口及中断系统等部分组成.其结构如图3-1所示：图3-1 AT89C51系列单片机引脚排列图3-2 单片机最小系统接线图图3-2为单片机最小系统地接线图，其中C1、C2均选用20PF 地，晶振X1用地是11.0592MHZXTAL1XTAL2 RST EA地.晶振电路中外接电容C1，C2地作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率地作用，一般选用10~30pF地瓷片电容.并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好.晶振地取值范围一般为0~24MHz，常用地晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz 等.晶振地振荡频率直接影响单片机地处理速度，频率越大处理速度越快.图3-2中C3，R1及按键构成了最小系统中地复位电路，本次设计选择地是手动按钮复位，手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平.一般采用地办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮.当人为按下按钮时，则Vcc地+5V电平就会直接加到RST端.由于人地动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位地时间要求.在单片机最小系统中还要将EA地非接高电平，如图3-2也有体现出来.3.2 LED发光报警电路P1.7图3-3 LED发光报警电路图3-3为LED报警电路地接法，其中一根线接单片机地8号P1.7口，另外一根接地.当温度超过预设温度值时LED灯被接通发光报警.3.3 DS18B20地简介及在本次设计中地应用3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列DS18B20地管脚排列如图3-4所示：DS18B20引脚定义：(1)DQ为数字信号输入/输出端；(2)GND为电源地；(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）图3-4 DS18B20地引脚排列及封装3.3.2 DS18B20地工作原理DS18B20地读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到地温度值地位数因分辨率不同而不同，且温度转换时地延时时间由2s减为750ms. DS18B20测温原理如图3-5所示.图中低温度系数晶振地振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率地脉冲信号送给计数器1.高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生地信号作为计数器2地脉冲输入.计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应地一个基数值.计数器1对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行减法计数，当计数器1地预置值减到0时，温度寄存器地值将加1，计数器1地预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值地累加，此时温度寄存器中地数值即为所测温度.图中地斜率累加器用于补偿和修正测温过程中地非线性，其输出用于修正计数器1地预置值.图3-5 DS18B20测温原理图3.3.3 DS18B20地主要特性（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；（2）独特地单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20地双向通讯；（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一地三线上，实现组网多点测温；（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管地集成电路内；（5）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；（6）可编程地分辨率为9～12位，对应地可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；（7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快；（8）测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强地抗干扰纠错能力；（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作.3.3.4 DS18B20地测温流程图3-6 DS18B20地测温流程图3.3.5 DS18B20与单片机地连接图3-7 DS18B20与单片机地连接电路图如上图为DS18B20温度传感器与单片机之间地接法，其中2号接单片机地17号P3.7接口.DS18B20通过P3.7口将采集到地温度实时送入单片机中.3.4 报警温度地设置P2.5 P2.6 P2.7P3.7图3-8 报警温度地设置电路图3-8为报警温度地设置电路，其中K1，K2，K3分别接到单片机地P2.5,P2.6,P2.7口.其中K1用于报警温度设定开关，K2用于报警温度地设置时候地加温度（每次加一），K3用于报警温度地设置时地减温度（每次减一）.实现了报警温度地手动设置.3.5 数码管显示3.5.1数码管工作原理图3-9 数码管地引脚排列及结构图3-9为数码管地外形及引脚排列和两种接法（共阴极和共阳极）地结构图.共阳极数码管地8个发光二极管地阳极（二极管正端）连接在一起.通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端.当某段驱动电路地输出端为低电平时，则该端所连接地字段导通并点亮.根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时，要求段驱动电路能吸收额定地段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.共阴极数码管地8个发光二极管地阴极（二极管负端）连接在一起.通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端.当某段驱动电路地输出端为高电平时，则该端所连接地字段导通并点亮，根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时，要求段驱动电路能提供额定地段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.要使数码管显示出相应地数字或字符，必须使段数据口输出相应地字形编码.字型码各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应……，依此类推.如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮.如要显示“0”，共阳极数码管地字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管地字型编码应为：00111111B（即3FH）.依此类推，可求得数码管字形编码如表3-5所示.表3-5数码管字符表显示地具体实施是通过编程将需要显示地字型码存放在程序存储器地固定区域中，构成显示字型码表.当要显示某字符时，通过查表指令获取该字符所对应地字型码.3.5.2数码管显示电路图3-10 四位八段数码管动态显示电路图3-10为本次设计所用到地四位八段数码管动态显示，其中段选接到单片机地P0口，位选接到单片机地P2口地低四位.其中P0口也接地有上拉电阻，图中未标示出来，会在下面地总体电路中标示出来.采用地是动态显示方式.3.6 硬件电路总体设计图3-11为本次设计地硬件总体设计图，其中利用K1,K2,K3处进行报警温度地设置，然后有DS18B20进行实时温度采集，并在数码管上同步显示，若采集到地温度达到或者超过预设地报警温度，则LED 灯会发光报警，若低于该报警温度，则不会报警.P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.0 P2.1P2.2 P2.3图3-11 硬件电路总体设计图4.软件设计方案4.1主程序介绍4.1.1主程序流程图本次设计首先对程序进行初始化，然后打开报警温度设定开关，对报警温度进行设定，确认设定值后，DS18B20温度传感器进行温度采集并送入单片机中，单片机将传感器所检测到地温度同步显示在数码管上，并且与设置地报警温度进行比较，若达到或者超过报警温度时，LED灯发光报警，如果没有达到，则继续进行温度采集.图4-1主程序流程图4.1.2主流程地C语言程序main (){ALERT=0。
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器的数字温度计设计。
我们将详细介绍如何利用这两种核心组件，结合适当的硬件电路设计和软件编程，实现一个能够准确测量和显示温度的数字温度计。
This article aims to explore the design of a digital thermometer based on AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor. We will provide a detailed introduction on how to utilize these two core components, combined with appropriate hardware circuit design and software programming, to achieve a digital thermometer that can accurately measure and display temperature.我们将对AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器进行简要介绍，包括它们的工作原理、主要特性和适用场景。
然后，我们将详细阐述硬件电路的设计，包括微控制器与温度传感器的连接方式、电源电路、显示电路等。
We will provide a brief introduction to the AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor, including their working principles, main characteristics, and applicable scenarios. Then, we will elaborate on the hardware circuit design, including the connection method between the microcontroller and temperature sensor, power circuit, display circuit, etc.在软件编程方面，我们将介绍如何使用C语言对AT89C51微控制器进行编程，实现温度数据的读取、处理和显示。
基于DS18B20的温度采集控制系统
，
如 图 2 中 的 U3
，
，
以动态方式显 示
口
显示
送 出
位 控 信 号 由 P2
【] 3
，
送 出
，
经 U2 (
图 1
总体控 制框 图
7 4 LS 2 4 4 ) 进
行信号放 大
以 产生足 够 大 的 电流驱 动数
、
码 管显 示
。
数码 管 与单 片机 的连 接 见 图 2 所示 U3
。
U2 和
这里 我们采用单 片机最小系统 图 2 所示
2 1
．
，
系统硬件 电路 图如
U 1 的连 接
。
2 4
．
电机 控 制 模块
电机 采 用 直 流 电机
，
主控 制模块
由于 系统控制方案 简单
，
如 图 2 中的 B
，
1
，
额 定 电压 5 V
．
，
数据量也不 大
’
，
考虑 到 电路
调速采用
PW M
调速方法
利用单片机
P0 1 口
，
通过软
，
的 简单 和成 本 等 因 素
３Ｉ
０ＮＤ
一 Ｄ Ｍ ７ ＬＳ ４ ４ Ｚ
Ｐ Ｏ ２
２２
Ｏ Ｄ＇ １ Ｒ
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．
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Ｇ ＸＬ Ｎ Ｔ１ Ａ Ｄ
８５ ９１ ５
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匐
基于
DS 188 2 0
DS18B20温度数据采集系统
目录摘要 (2)一、绪论 (3)二、系统方案实现 (3)2.1.设计要求 (3)2.2.设计方案论证 (3)2.3.总体设计框图 (4)三、主要硬件介绍 (4)3. 1．DS18B20 (4)3.1.1 DS18B20的主要特性 (4)3.1.2 DS18B20的外形和内部结构 (5)3.1.3 DS18B20工作原理 (6)3.1.4 高速暂存存储器 (7)3.2 AT89C51 (8)四、软件介绍 (9)4.1 功能概述 (9)4.2 系统软件流程图 (9)4.2.1程序 (9)4.2.2读出温度子程序 (10)4.2.3温度转换命令子程序 (11)4.3具体程序 (11)五、总结 (17)六、设计体会及今后的改进意见 (17)参考文献 (18)摘要本文基于DS18B20设计了一种温度数据采集系统，系统主要由AT89C51单片机,一个DS18B20 数字温度传感器以及一个液晶数码管构成。
软件方面，我们采用keil。
软件对程序进行编写以及调试，硬件方面，我们通过Proteus软件对硬件电路进行仿真以及测试，该系统结构简单，功耗较低，测温范围为- 50℃～ + 255℃。
现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。
适合于恶劣环境的现场温度测量。
该系统硬件分为3部分：DS18B20 温度测量模块、单片机模块、显示模块。
关键词：DS18B20、7SEG-MPX4液晶数码管、AT89C51一、绪论在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
其中，温度控制也越来越重要。
在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是工业生产中经常会遇到的控制问题。
基于51单片机的温度监测系统(DS18B20)
DS18B20读时序
所有的读时隙都由拉低总线，持续至少1us后再释放总线（由于上拉电阻的作用，总线恢复为 高
配置寄存器
8 位 CRC 生成器
DS18B20的时序
DS18B20复位时序
DS18B20的所有通信都由由复位脉冲组成的初始化序列开始。该初始化序列由主 机发出，后跟由DS18B20发出的存在脉冲（presence pulse）。在初始化步骤中，总线 上的主机通过拉低单总线至少480μs来产生复位脉冲。然后总线主机释放总线并进入接收 模式。当总线释放后，5kΩ的上拉电阻把单总线上的电平拉回高电平。当DS18B20检测 到上升沿后等待15到60us，发出存在脉冲，拉低总线60-240us至此，初始化和存在时序 完毕。时序图如下：
1.主控制器电路和测温
电路的设计
主控制器电路由AT89S52 及外围时钟和复位电路构成， 测温电路由DS18B20、报警 电路组成。AT89C52是此硬 件电路设计的核心，通过 AT89S52的管脚P2.7与 DS18B20相连，控制温度的 读出和显示。硬件电路的功 能都是与软件编程相结合而 实现的。具体电路原理图如 右图2所示。
送1，以拉低总线的方式表示发送0.当发送0的时候，DS18B20在读时隙的末期将会释放总线，总线
将会被上拉电阻拉回高电平（也是总线空闲的状态）。DS18B20输出的数据在下降沿（下降沿产 生读时隙）产生后15us后有效。因此，主机释放总线和采样总线等动作要在15μs内完成。
单片机DS18B20水温控制系统设计
单片机DS18B20水温控制系统设计一．引言在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成A／D转换器能接收的模拟量，再经过采样／保持电路进行A／D 转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。
但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。
本文介绍单片机结合DS18B20水温控制系统设计，因此，本系统用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和A／D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。
目录一．引言...二．设计目的...三．系统功能...四．系统设备...五．温度控制总体方案与原理...1．系统模块图...2．系统模块总关系图...六．温度转换核心及其算法...1.温度传感器DS18B20原理与特性...DSl8B20的管脚及特点...DS18B20的内部结构...DS18B20的内存结构...DS18B20的测温功能...DSl820工作过程中的协议...温度传感器与单片机通讯时序...2.温度转换算法及分析...七．硬件设计说明...1．系统总体电路图...2．各个模块电路图...输入系统...输出系统...芯片系统...八．软件设计说明...1．总模块的流程图...2．各个模块的流程图...读取温度DS18B20模块的流程...键盘扫描处理流程...九．操作指引...按键功能...显示温度...设定温度...十．参考文献...程序源代码...二．设计目的设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
利用单片机AT89S52实现水温的智能控制，使水温能够在40-90 度之间实现控制温度调节。
利用仪器读出水温，并在此基础上将水温调节到我们通过键盘输入的温度（其方式是加热或降温），而且能够将温度显示在我们的七段发光二极管板上。
基于DSPTMS320F2812和DS18B20的温度测量系统设计
基于DSP TMS320F2812和DS18B20的温度测量系统设计摘要:本文介绍了一种基于TI公司DSP TMS320F2812 的高精度温度测量系统的设计。
该系统采用TMS320F2812为微处理器，配合高精度DS18B20数字温度传感器和外部扩展的模数转换器采集温度数据，并经过滤波算法处理控制输出，能够得到比较精确的温度值。
主要介绍了系统的结构、工作原理、软硬件的设计，并对系统设计的特点进行了详细的说明。
关键词: TMS320F2812；DS18B20；温度测量；模数转换1 概述温度在航空、航天领域中是个重要的物理量，由于温度变化对设备可能产生影响，包括降低系统的成像质量，影响分辨率，因此，在这些系统中对温度的实时采集测量十分重要。
以传统的单片机为核心的温度测量控制系统，由于受到处理器自身硬件资源和速度的限制，硬件电路设计复杂，数据实时处理能力差，温度测量时间长。
而随着计算机技术尤其是招超大规模集成电路技术的发展，具有更强处理能力的DSP芯片，以其运算速度快、实时性强、功耗低、抗干扰能力强等特点，越来越多地被应用。
采用了DS18B20数字温度传感器、外部扩展ADC模数转换器，使用内部集成外设功能的DSP TMS320F2812 微处理器作为整个系统的核心控制单元，简化了硬件电路设计；在温度采集控制软件上采用“通道滤波”温度采集控制算法，使得温度采集具有速度快、精度高的特点。
2 系统方案设计温度测量系统设计以DSP TMS320F2812为中央处理器为核心，采用DS18B20型号数字温度传感器为温度传感器，使用AD7892型号的ADC模数转换器进行A/D 转换，并将采集结果代入温度曲线方程计算出当前温度值，并且将温度值通过通信系统发送到上位机。
高精度温度测量控制系统由两大部分组成，第1部分为以DSP TMS320F2812为核心处理器的数据采集及处理部分，主要由产品温度环境、温度传感器、ADC模数转换器、DSP TMS320F2812、电源构成；第2部分由温度采集处理软件构成，完成对DSP采集到的数据进行分析、处理等任务。
DS18B20温度检测
目录1引言 (1)2系统描述 (2)2.1系统功能 (2)2.2系统设计指标 (2)3系统的主要元件 (3)3.1单片机 (3)3.2温度传感元件 (4)3.3LCD显示屏 (6)4硬件电路 (7)4.1系统整体原理图 (7)4.2单片机晶振电路 (7)4.3温度传感器连接电路 (8)4.4LCD电路 (9)4.5报警和外部中断电路 (10)5结论 (11)温度监测系统硬件设计摘要:利用DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器实现温度的监测，可以简化硬件电路，也可以实现单线的多点分布式温度监测，而不会浪费单片机接口，提供了单片机接口的利用率。
同时提高了系统能够的抗干扰性，使系统更灵活、方便。
本系统主要实现温度的检测、显示以及高低温的报警。
也可以通过单总线挂载多个DS18B20实现多点温度的分布式监测。
关键词： DS18B20，单总线，温度，单片机1引言在科技广泛发展的今天，计算机的发展已经越来越快，它的应用已经越来越广泛。
而单片机的发展和应用是其中的重要一方面。
单片机在工业生产（机电、化工、轻纺、自控等等）和民用家电各方面有广泛的应用。
其中，单片机在工业生产中的应用尤其广泛。
单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此被广泛应用。
在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要测量参数。
例如：在冶金工业、化工工业、电力工程、机械制造和食品加工等许多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反映炉和锅炉，尤其是热学试验（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）中的温度进行测量，并经常会对其进行控制。
传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过A/D 转换环节获得数字信号后才能够被单片机等微处理器接收处理，使得硬件电路结构复杂，制作成本较高。
近年来，美国DALLAS公司生产的DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。
基于DS18B20的单片机温度检测与调节系统设计
ａｊｓ ｂｅｔｍ ｅａ ｒ ，ｈｇ ｒｃ ｉ ，ｅｓ ｏ ｔ ｌ ｎ ｐ ｌ ａｉ ， ｔ ａ ｅ ｃ ａｄｒｇ ｌ ｅｅ ｖ ｄｕｔ ｌ ｅ ｐ ｒｔ ｅ ｉ ｐｅｉｏ ａ ｕ ｈ ｓ ｎ ａｙｃ ｎｒ ｄａｐｉ ｔ ｎ ｉｃｎｄ ｔ ｔ ｎ ｕａ ｎｉ ｏａ ｃ ｏ ｅ ｅ ｔ —
ａｓ ａ ｅ ａ ｐ ｉ ａｅ ｏ ｅ ｒ ｙ ａ ｉ ｇ ｇ ｅ ｎ ｏ ｓ ｎ ｏ ｃ ｌｕ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ． ｌｏ ｃ ｎ ｂ ｐ ｌｃ ｔ ｄ ｔ ｎｅ ｇ －ｓ ｖｎ ｒ ｅ ｈ ｕ ｅ ａ ｄ ｆ ｒ ｕ ｔ ｒ ｒ ｄ ｃ ｉ ｌｉ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ： ＤＳ１ ｙ ｗｏ ｄ ８Ｂ２ ０； ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｅ ｄｅｅ ｔｏ ｅ ｅ ａｕｒ ｔ ｃｉｎ； ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｕ ａ ｉｎ； ｓｎ ｌ ｃ ｉ ｅ ｅａｕｅ ｒｇ ｌｔ ｏ ｉ ｇｅ— ｈ ｐ
的设计 方法 ¨ 。 Ｊ
Ｄ １Ｂ ０ 供 电 的 数 据 总 线 。 所 以 系 统 选 用 Ｂ８ ２ Ｄ １Ｂ ０作 为 温 度 传 感 器 可 大 大 简 化 系 统 硬 件 结 Ｓ８ ２
周 秀明 ，曹 隽 ，张春龙
（ 黑龙 江生 态工程 职 业 学院 ，黑龙 江 哈 尔滨 １０２ ） ５０ ５
摘 要 ：文章介绍 了一 种基于 Ｄ １ Ｂ ０的单 片机温度检测 调节系统 的设计 方法 。该温度 检测调节 系统具有 测 Ｓ８ ２
温范围宽 、精 度高 、控 制简单 、实用 ，能对环境温度进行实 时检 测与调节等优点 ，适用 于一般的工农业 场合 ， 也可应用于节能温室花卉生产 。 关键词 ：Ｄ １ Ｂ ０ Ｓ ８ ２ ；温度检测 ；温度调 节 ；单 片机
位 ，５ ｍｓ２位 的数字 量 ， 且 一根 口线 就可 以完 成 ７０ １ 并 对 从 Ｄ １ Ｂ ０读 出 的信 息 或 写 入 Ｄ １ Ｂ ０的信 息 Ｓ８２ Ｓ８ ２ 进 行 读 取 ， 温 度 变 换 功 率 来 源 于 可 同 时 向 其
(完整版)基于DS18B20数字温度传感器的仿真与设计应用
精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。
如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。
本课题的整个系统是由单片机、显示电路、键盘电路、声光报警电路等构成。
3.1温度传感器
3.1.1温度传感器选用细则
现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。
1.2温度传感器的发展趋势
进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
1.3传感器在温控系统中的应用
目前市场主要存在单点和多点两种温度测量仪表。对于单点温测仪表，主要采用传统的模拟集成温度传感器，其中又以热电阻、热电偶等传感器的测量精度高，测量范围大，而得到了普遍的应用。此种产品测温范围大都在-200℃~800℃之间，分辨率12位，最小分辨温度在0.001~0.01之间。自带LED显示模块，显示4位到16位不等。有的仪表还具有存储功能，可存储几百到几千组数据。该类仪表可很好的满足单个用户单点测量的需要。多点温度测量仪表，相对与单点的测量精度有一定的差距，虽然实现了多路温度的测控，但价格昂贵。
基于DS18B20多点无线温度采集系统设计
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一
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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 ．
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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
基于51单片机的DS18B20温度检测_设计报告
课程名称：微机原理课程设计题目：温度检测课程设计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,本文将介绍一种基于单片机控制的温度检测仪。
本设计使用简便，功能丰富。
可以实现温度采集，温度报警，重设上下限温度值等功能。
在现代化的工业生产中，需要对周围环境的温度进行检测和控制。
本设计对温控报警问题展开思考，设计一个能根据需求设置低温到高温进行报警并通过数码管显示的系统。
该系统使用STC89C51单片机，同时运用单线数字温度传感器DS18B20，四位共阴数码管显示，按键控制等模块可实现温度的检测与设置。
课题经过实验验证达到设计要求，具有一定的使用价值和推广价值。
本作品使用四位共阴数码管显示，可以清晰地显示当前的报警温度，一定程度避免使用者使用时出错，安全可靠，可使用于各种食品储存室，植物养殖所等地方，实用性很高。
关键字：温度报警器 STC89C51单片机数码管 DS18B20一、课程设计目的和要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)二、总体设计方案 (1)三、硬件设计 (2)3.1 DS18B20传感器 (2)3.2 STC89C51功能介绍 (6)3.3 时钟电路 (8)3.4 复位电路 (8)3.5 LED显示系统电路 (9)3.6 按键控制电路 (11)3.7 蜂鸣器电路 (11)3.8 总体电路设计 (12)四、软件设计 (14)4.1 keil软件 (14)4.2 系统主程序设计 (14)4.3 系统子程序设计 (15)五、仿真与实现 (18)5.1 PROTEUS仿真软件 (18)5.2 STC-ISP程序烧录软件 (19)5.3 使用说明 (20)六、总结 (21)一、课程设计目的和要求1.1 设计目的熟悉典型51单片机，加深对51单片机课程的全面认识和掌握，对51单片机及其接口的应用作进一步的了解，掌握基于51单片机的系统设计的一般流程、方法和技巧，为我们解决工程实际问题打下坚实的基础。
基于DS18B20的温度控制系统设计
摘 要： 该温度控制系统以STC89C52单片机为核心，采用DS18B20数字温度传感器采集温度，并以PWM形式输出，确保温度输出的稳定，再结合PID闭环控制，使系统能够更稳定地运行。先利用Proteus软件结合Keil软件仿真，再用STC89C52单片机进行实测，从而进一步验证了设计的可靠性和准确性，所控制温度的精度能达到±1 ℃范围之内。该系统具有灵活性强、电路简单、可靠性高、易于操作等优点，能够实现对温度的稳定控制。关键词： STC89C52；DS18B20；PID闭环控制；Proteus
LCD1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的两条线是背光电源线。该模块用D0~D7作为8 bit双向数据线，4 bit数据分两次传送，可以节省CPU的I/O口资源[4]。 VSS、VDD分别接地和5 V电源。VEE为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高。RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。E（或EN）端为使能（Enable）端，下降沿使能。DB0~DB7为双向数据总线。2 温度控制系统软件设计 系统程序主要包括主程序、初始化子程序、PID计算子程序、温度比较处理子程序、延时子程序、T0中断服务子程序和DS18B20驱动程序等。主程序流程图。
void PIDInit（struct PID*pp）{……{unsigned int dError，Error；Error=pp->SetPoint-NextPoint；//偏差pp->SumError+=Error；//积分dError=pp->LastError-pp->PrevError；//当前微分pp->PrevError=pp->LastError；pp->LastError=Error；return（pp->Proportion*Error//比例+pp->Integral*pp->SumError//积分项+pp->Derivative*dError）；//微分项}3 实验结果 现利用Keil编辑程序结合Proteus所做的原理图进行仿真处理，仿真结果可以达到设计要求。本设计制作了硬件设计实物，通过PID控制，当加热电阻靠近温度传感器时，测量温度明显上升，并达到31℃（设置温度）。此后加热变缓，温度维持在31℃，系统温度误差精度可达到±1℃之内，并且用蜂鸣器发出鸣响。当加热电阻离开温度传感器，测量温度会降低，当实测温度低于设置温度，蜂鸣器不响。再次设置温度，当加热电阻再次靠近温度传感器时，测量温度又明显上升到设置温度。 为了更好地观察实验结果，证明仿真结果的可靠性，体现本设计对温度控制的稳定性和精确性，经过多次设置不同的温度，实验记录数据如表1所示。从记录数据分析可知，本设计达到了预期的设计目标，控制温度误差范围在±1℃之内。
基于DS18B20的温度测量系统的设计与仿真
一
进行 通 信 ； 多 个 D S l 8 8 2 0 可 以 并 联 在惟 的 上 实现 多点组 网 功 能 ； 无 需外 部 器 件 ； 可 通过 数据 线供 电 电 压 范 围 为 3
，
3
线
定 温 度 ( 温 度报警 条件 ) 的 器 件 ； 负 电压 特 性 电源 极 性 接 反 时 温 度 计 不 会 因发 热 而 烧 毁 只 是 不 能 正 常 工 作 1 2 D S l 8 8 2 0 的控制 方 法 D S l 8 8 2 0 可 以采 用 两 种方 式 供 电 种 是采 用 电源 供 电方式 此 时 D S l 8 8 2 0 的 D Q 脚作为信号 线 V C C 脚 G N D 脚 接地 接 电源 ； 另 种是 寄 生 电源 供 电方式 此 时 G N D 脚 和 V C C 脚 均 接地 D Q 脚 作 为信 号 线 无 论 是 内部 寄 生 电源 还 是 外 部 供 电 D Q 脚都要接 5 K ( 2 左 右 的 上 拉 电 阻 1 3 D S l 8 8 2 0 的时序 由于 D S l 8 8 2 0 是采 用 根 I ／O 总线 读 写 数据 因此 D S l 8 8 2 0 对 读 写 数 据位有 严 格 的 时 序要 求 D S l 8 8 2 0 遵循 严格 的 通 信 洼 协议 从 而 保 障数据传输 的 正 确 性 和 完 整． 该 通 信 协 议 定 义 了 多种信 号 时 序 ： 复位时 序 读时序 写 时 序 所有时 序都 是将 单 片 机 作 为 主 机 D S l 8 8 2 0 作为 从 机 1 3 1 复位时序 复 位 时序 如 图 l 所 示 总 线 t 0 时 刻 发 送 复位脉 冲 (最短 为 4 8 0 “ S 的低 电平 信 号 ) 接 着 在 t l 时刻 释放 总 线 并 进 入 接收状 态 D S l 8 8 2 0 在 总 线 的 上 升 沿 之 后 等待 60 ¨ s 15 然 后 在 t 2 时 刻 发 出存 在脉 冲 电平持 续 6 0 2 4 0 u s ) 如 图 中虚 线 所 (低 示 单 片 机 接 收到 低 电 平 脉 冲 说 明 复位 成 功 否则需 重 新 进行 复位 操 作 1 3 2 读时序 如 图 2 所 示 为读位时 序 图 主 机 总线 t 0 时 刻 从 高拉 至 低 电平 时 总 线 只 需 保持 低 电 平 l 4 “ S 之后 在 t 1 时刻将 总 线 拉高 产 生 读 时 间隙 读 时 间隙 在 t l 时 刻后 t 2 时 刻前 有效 t 2 距 t 0 15 “ s 也 就是 说 t 2 时 刻 前 主 机 必 须完 成 读 位并 在 t 0 后 的 6 0 1 2 0 连 续读 2 位 的 间隙应大 干 “ s 内释 放 总线
基于DS18B20的无线温度监测系统
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘｉ ｄ ｉ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ １ ２ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ系列 片上 系统控 制温度 采 集和无 线收发 。对 几 种热 门无线技 术 进行 了对 比分 析 并介 绍 了
温度 采 集和无 线传输 的硬 件 电路 设 计 ，下位 机 固件 程 序 以及 上 位 机 的 应 用软 件 设计 。 系统 体 积
小，功耗低 ，结构简单 ，扩展性好 ，在工业 自动化 与控 制，仪 器仪表检测 以及 医疗监护设备等
２ ０ １ ４年第２ 期
文章编号 ： １ ０ ０ ９— ２ ５ ５ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２— ０ １ ７ ３— ０ ５ 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ １ １ ． ７ ； Ｔ Ｐ ２ ７ ４ ． ２ 文献标识码 ： Ａ
基于 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０的 无 线 温 度 监 测 系统
ｃ ｏ ｎｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｉ ｎ ｉ ａ ｔ ｕ ｉｚ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍｏ ｎｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＤＳ１ ８Ｂ２ ０ ｏ ｆ ｔ ｌ ｌ ｅ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ． Ｉ ｔ ｕ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ Ｎｏ ｒ ｄ ｉ ｃ ｎ ＲＦ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｌ ｏ ｗ
stm32基于ds18b20的温度测量实例 实验原理
stm32基于ds18b20的温度测量实例实验原理
DS18B20是一款数字温度传感器，其测温范围为-55℃到+125℃，在-10℃到+85℃范围内误差为±°。
主机和从机通信使用单总线，即使用单线进行数据的发送和接收，在使用中不需要任何外围元件，独立芯片即可完成工作。
每个DS18B20都有独立唯一的64位-ID，此特性决定了它可以将任意多的DS18b20挂载到一根总线上，通过ROM搜索读取相应DS18B20的温度值。
单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换，控制都由这根线完成。
One-Wire总线利用一根线实现双向通信，其协议对时序的要求较严格，如应答等时序都有明确的时间要求。
基本的时序包括复位及应答时序，写一位时序，读一位时序。
在复位及应答时序中，主器件发出复位信号后，要求从器件在规定的时间内送回应答信号；在位读和位写时序中，主器件要在规定的时间内读回或写出数据。
DS18B20的原理是基于以上这些特性的。
如果需要更详细的实验原理，可
以查阅相关资料或咨询专业人士获取帮助。
基于DS18B20的温度控制系统的设计
统。
２ ． ２温度采集电路的设计 该 系统采用半导体温度传感器作为敏感元件。 传感器我们采 用
图 ３ 键 控 单 元 硬 件 电路
了Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 单 总线可编程温度传 感器， 来 实现对温度 的采集 和转 换， 直接输 出数字量 ， 可以直接 和单 片机进行通讯 ， 大大简化 了电路
的复 杂度 。Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０应 用广泛 ，性能 可 以满 足题 目的设 计要 求 。 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０的与单片机的接 口连接电路图如图 ２ 所示 。
稳定 的设定值 （ 在一定温 度误差范 围内） 。 ２ ． Ｉ 单 片 机 的选 择
图２ Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０的与 单 片 机 的 接 口连 接 电 路 图
Ｐ ｒ ¨
单 片机 采用 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 作为 本控 制系统 的核心 器件 ， Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 基本型单片机由 Ｃ Ｐ Ｕ系统（ ８ 位Ｃ Ｐ Ｕ 、 时钟电路、 总线控制） 、 存储系 统 （ ４ Ｋ Ｂ的程序 存 储器 、 ｉ ２ ８ Ｂ的数 据存 储 器 、特 殊 功 能寄 存 器 Ｓ Ｆ Ｒ ） 、 Ｉ ／ Ｏ 口（ ４ 个并行 Ｉ ／ Ｏ 口） 其他单元 （ ２ 个１ ６ 位定时 ／ 计数 器 、 １
其测温电路的实现是依靠单片机软件 的编程实现 的。 当
Ｄ Ｓ Ｉ ８ Ｂ ２ ０ 接收到温度转换命令后 ， 开始启动转换 。转换 完成后 的温 度值 就以 １ ６ 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 ０ ， １ 字节 。单 片机可通 过单线接 口 读 到该 数据 ， 读 取时低位在 前， 高位在后 ， 数据格式以０ ．０ ６ ２ ５ ℃／ Ｌ Ｓ Ｂ 形式表示， Ｄ Ｓ Ｉ ８ Ｂ ２ ０ 完 成温度转换后 ， 就把测得的温度值（ ｒ ｒ ） 与设定值ｆ ｆＨ ） 做 比较 ， 若Ｔ ＞ Ｔ Ｈ 或Ｔ ＜ Ｔ Ｌ ， 则将 该器件内的告警标志置位 ， 并对主机发 出的报警搜索 图 ４显 示单元的硬件 电路图 命令做出响应。 调节 、测试则是将独立三键以简单 的硬件 电路与软件程序结合 ， 看 ２ ． ３ 键控单元电路的设计 是否能实现其在程序设计 中的按键功能 。如图 ３ 所示 。 键控单元 电路是以独立 的三键方式实现对 系统 温度 的设 定与
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《单片机技术》课程设计任务书(三)
题目：基于DS18B20的温度采集显示系统的设计
一、课程设计任务
传统的温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点。
但由于其输出的是模拟量，而现在的智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得非常复杂。
硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构庞大，安装困难，造价昂贵。
新兴的IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后的数字量，可以在保证测量精度的情况下，大大简化系统软硬件设计。
这种传感器的测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度的测量。
DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量。
本课题要求设计一基于DS18B20的温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块及报警模块。
所设计的系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集的温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值。
二、课程设计目的
通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机的接口及DS18B20的编程；2）矩阵式键盘的设计与编程；3）经单片机为核心的系统的实际调试技巧。
从而提高学生对微机实时控制系统的设计和调试能力。
三、课程设计要求
1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集的温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警）
2、能实时显示温度值，若用Proteus做要求保留一位小数；
四、课程设计内容
1、人机“界面”设计；
2、单片机端口及外设的设计；
3、硬件电路原理图、软件清单。
五、课程设计报告要求
报告中提供如下内容：
1、目录
2、正文
（1）课程设计任务书；
（2）总体设计方案
（3）针对人机对话“界面”要有操作使用说明，以便用户能够正确使用本产品；
（4）硬件原理图，以便厂家生成产（可手画也可用protel软件）；
（5）程序流程图及清单（子程序不提供清单，但应列表反映每一个子程序的名称及其功能）；
（6）调试、运行及其结果；
3、收获、体会
4、参考文献
六、课程设计进度安排
七、课程设计考核办法
本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%。