基于DS18B20的多路温度检测系统设计

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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的多点测温教材

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。

基于DS18B20的多路温度检测系统设计

ｉｔｏｕｅｅｉｎｗｈｃａｅｔｔｍｐｒｔｒｓｏｉｅｅｔｐｉｔ，ＷｉｈｄｇｔｌｔｍｐｒｔｒｅｓｒＤＳ８０ｎｒｄｃｓａｄｓｇｉｈｃｎｔｓｅｅａｕｅｆｄｆｒｎｏｎｓｔｉｉｅｅａｕｅｓｎｏ１Ｂ２ａａｈｅｔｍｐｒｔｒｅｓｒｍｅｔｄｖｃｓｓｔｅｅａｕｅｍａｕｅｎｅｉｅ，ｗｉｈＡＴ８Ｃ５］ａｏｔｏｎｔｆｍｕｔ—ｐｉｅｔ９ｓｃｎｒｌｕｉｏｌｉｏｎｔｔｍｐｅａｕｅｃｎｂｓｒｔｒａｅｄｔｃｅｎｏｔｏｙｔｍ，ｎｉｅｈｙｔｍａｄｒｉｃｉａｄｓｆｗａｅｆｗｈｒ．ｎｔｅｓｓｍ，ｄｔｅｅｔｄａｄｃｎｒｌｓｓｅａｄｇｖｓｔｅｓｓｅｈｒｗａｅｃｒｕｔｎｏｔｒｏｃａｔＩｈｙｔｌｅａａ
术和通信网络的发展［．Ｊ电讯技术，１．】２００
陈小芳．于泰克ＲＡ基ｓ的分析评估和优化ＲＩＦＤ
系统［．测试，０（）Ｊ电子】２７６．０
１０１０１０１０１００００１００１０，为１１１０１０１０１０００１１１０００
价格便宜，具有很高的性价比，可以定时循环检测和通过ＬＤ６２Ｃ１０显示多路的温度，因此选择
ＬＣＤ１０６２。
２３串口通讯电路设计．
Ａ８Ｃ１Ｔ９５有一个全双工的串行通讯口，所以

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。

DS18B20多点温度检测系统的设计

目录摘要2 ABSTRACT 3 第一章绪论4 §1.1 系统背景4 §1.2 系统概述4 第二章方案论证5 §2.1 传感器部分5 §2.2 主控制部分6 §2.3 系统方案6 第三章硬件电路设计7 §3.1 电源以及看门狗电路7 §3.2 键盘以及显示电路9 §3.2 温度测试电路11 §3.3 串口通讯电路15 §3.4 整体电路16 第四章软件设计16 §4.1 概述16 §4.2 主程序方案16 §4.3 各模块子程序设计18 第五章系统调试20 §5.1 分步调试20 §5.2 统一调试20 结束语21 参考文献22 附录一:软件流程图24 附录二:电路原理图25 致谢27多点温度检测系统设计作者:谭诗炜（电信200201 班）指导老师:冯杰摘要DS18B20 是一种可组网的高精度数字式温度传感器,由于其具有单总线的独特优点,可以使用户轻松地组建起传感器网络,并可使多点温度测量电路变得简单、可靠.本文结合实际使用经验,介绍了DS18B20 数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程,并给出了软件流程图.该系统由上位机和下位机两大部分组成.下位机实现温度的检测并提供标准RS232 通信接口芯片使用了ATMEL 公司的AT89C51 单片机和DALLAS 公司的DS18B20 数字温度传感器上位机部分使用了通用PC.该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域关键字:温度测量;单总线;数字温度传感器;单片机AbstractAs a kind of high-accuracy digital net temperature sensor,DS18 B20 can be used building a sensor net easily. It can also make the net simple and reliable with it's special 1-wire interface .This paper introduces the application of DS18B20 with single chip processor.The system is constituted by two parts the temperature measured part and displayed part. The temperature measured part has a RS232 interface. It used AT89C51 of ATMEL company and DS18B20 of DALLAS company .The displayed part uses PC .This system is applied in such domains as warehouse detecting temperature;air-conditioner controlling system in building and supervisory productive process etc.Key words:temperature measure;single bus;digital thermometer;single chip processor;第一章绪论§1.1 系统背景在工、农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位.首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域:消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械…等设备温度过热检测•温度检测系统应用十分广阔.§1.2 系统概述本设计运用主从分布式思想,由一台上位机（PC 微型计算机）,下位机（单片机）多点温度数据采集,组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统.该系统采用RS-232 串行通讯标准,通过上位机（PC）控制下位机（单片机）进行现场温度采集•温度值既可以送回主控PC进行数据处理由显示器显示.也可以由下位机单独工作,实时显示当前各点的温度值,对各点进行控制. 下位机采用的是单片机基于数字温度传感器DS18B20 的系统.DS18B20 利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量,轻松的组建传感器网络,系统的抗干扰性好、设计灵活、方便而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量.本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测场合.如粮食仓储系统、楼宇自动化系统、温控制程生产线之温度影像检测、医疗与健诊的温度测试、空调系统的温度检测、石化、机械…等•第二章方案论证温度检测系统有则共同的特点:测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等.若采用一般温度传感器采集温度信号,则需要设计信号调理电路、A/D 转换及相应的接口电路,才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理.这样,由于各种因素会造成检测系统较大的偏差;又因为检测环境复杂、测量点多、信号传输距离远及各种干扰的影响,会使检测系统的稳定性和可靠性下降.所以多点温度检测系统的设计的关键在于两部分:温度传感器的选择和主控单元的设计.温度传感器应用范围广泛、使用数量庞大,也高居各类传感器之首.§2.1 传感器部分采用热敏电阻,可满足40 摄氏度至90摄氏度测量范围,但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差,对于检测1 摄氏度的信号是不适用的.而且在温度测量系统中,采用单片温度传感器,比如AD590,LM35 等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D 转换后才能送给计算机,这样就使得测温装置的结构较复杂.另外,这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器,不能进行多点测量.即使能实现,也要用到复杂的算法,一定程度上也增加了软件实现的难度.方案二:在多点测温系统中,传统的测温方法是将模拟信号远距离采样进行AD 转换,而为了获得较高的测温精度,就必须采用措施解决由长线传输,多点测量切换及放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题.采用数字温度芯片DS18B20 测量温度,输出信号全数字化.便于单片机处理及控制,省去传统的测温方法的很多外围电路.且该芯片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,此元件线形较好.在0—100 摄氏度时,最大线形偏差小于1摄氏度.DS18B20 的最大特点之一采用了单总线的数据传输,由数字温度计DS1820 和微控制器AT89C51 构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接.这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大且由于AT89C51可以带多个DSB1820,因此可以非常容易实现多点测量•轻松的组建传感器网络.采用温度芯片DS18B20 测量温度,可以体现系统芯片化这个趋势•部分功能电路的集成,使总体电路更简洁,搭建电路和焊接电路时更快•而且,集成块的使用,有效地避免外界的干扰,提高测量电路的精确度.所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势.本方案应用这一温度芯片,也是顺应这一趋势.§2.2 主控制部分此方案采用PC机实现.它可在线编程，可在线仿真的功能，这让调试变得方便•且人机交互友好但是PC机输出信号不能直接与DS18B20通信•需要通过RS232电平转换兼容,硬件的合成在线调试，较为繁琐，很不简便.而且在一些环境比较恶劣的场合，PC 机的体积大，携带安装不方便，性能不稳定，给工程带来很多麻烦!此方案采用AT89C51 八位单片机实现•单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制•而且体积小，硬件实现简单，安装方便•既可以单独对多DS18B20 控制工作，还可以与PC 机通信•运用主从分布式思想，由一台上位机（PC 微型计算机），下位机（单片机）多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统，实现远程控制•另外AT89C51 在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟•§•3系统方案综上所述，温度传感器以及主控部分都采用第二方案•系统采用针对传统温度测温系统测温点少，系统兼容性及扩展性较差的特点，运用分布式通讯的思想•设计一种可以用于大规模多点温度测量的巡回检测系统•该系统采用的是RS-232 串行通讯的标准，通过下位机（单片机）进行现场的温度采集，温度数据既可以由下位机模块实时显示，也可以送回上位机进行数据处理，具有巡检速度快，扩展性好，成本低的特点•实际采用电路方案如下图:第三章硬件电路设计系统底层电路的功能主要包括:多点温度测试及其相关处理，实时显示温度信息，与上位机通讯传输温度数据•硬件设计主要包括以下几个模块:电源以及看门狗电路，键盘以及显示电路，温度测试电路，串口通讯电路•下面对电路分模块进行说明§3.1电源以及看门狗电路a. 电源电路因为单片机工作电源为+5V,且底层电路功耗很小•采用7805三端稳压片即可满足要求• 具体电路图如下:b. 看门狗电路考虑到底层电路板的工作环境相对恶劣,单片机会受到周围环境的干扰,而出现程序跑飞,死机…等一些不可预知的不正常工作现象•工作人员也不可能到现场对单片机重起，本设计为单片机电路添加一个外部看门狗电路•定时查询单片机的工作状态,一但发现异常即对单片机延时重起•保证系统安全可靠的运行•NE56604能为多种微处理器和逻辑系统提供复位信号，其门限电平为4.2V •在电源突然掉电或电源电压下降到低于门限电平时.NE56604将产生精确的复位信号.NE56604内置一个看门狗定时器，用于监控微处理器，以确保微处理器的正常运行•看门狗能产生一个系统复位信号用来终止任何由于微处理器故障而引发的不正常的系统操作.NE56604 的看门狗的监控周期为100mS（典型值）.特性.正负双逻辑输出的有效复位信号..精准的门限电平监测..上电复位内部延时..可利用外部电阻调节的内部看门狗定时器..看门狗定时器的监控周期为100mS 典型值..VCC=0.8VDC 时产生有效的复位信号典型值. .仅需很少的外围元件.具体电路图如下:§3.2 键盘以及显示电路键盘电路单片机应用系统中除了复位按键有专门的复位电路,以及专一的复位功能外,其它的按键或键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据.键盘有编码和非编码两种.非编码键盘硬件电路极为简单.故本系统采用拨码开关来控制.具体电路如下:A. 开关状态的可靠输入键开关状态的可靠输入有两种解决方法.一种是软件去抖动:它是在检测到有键按下时,执行一个10ms 的延时程序后,再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平,如保持闭合状态电平则确认为真正键按下状态,从而消除了抖动影响.另一种为硬件去抖动:即为按键添加一个锁存器.两种方法都简单易行,本设计采用的是硬件去抖.B. 对按键进行编码给定键值或给出键号对于按键无论有无编码,以及采用什么编码,最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值以实现按键功能程序的散转转移.为使编码间隔小, 散转入口地址安排方便, 常采用依次序排列的键号.拨码开关值含义0000 实时显示通道一的温度值0001 实时显示通道二的温度值0010 实时显示通道三的温度值0011 实时显示通道四的温度值0100 实时显示通道五的温度值0101 实时显示通道六的温度值0110 实时显示通道七的温度值0111 实时显示通道八的温度值1*** 自动循环显示所有通道的温度C. 选择键盘监测方法对是否有键按下的信息输入方式有中断方式与查询方式两种.本设计采用的查询法,即在在CPU 空闲时调用键盘扫描子程序.温度显示电路设计采用的是共阴极七段数码管.显示方式有动态扫描和静态显示,两种方法在本设计中皆可由于静态扫描要用到多片串入并出芯片,考虑到电路板成本计算.本人采用是节约硬件资源的动态扫描方式.即用两块芯片就可以完成显示功能.显示数据由4511 译码器输出,ULN2003 为位驱动扫描信号.具体电路图如下:§3.2 温度测试电路这里我们用到温度芯片DS18B20.DS18B20 是DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器, 具有3引脚TO-92小体积封装形式•测温分辨率可达0.0625C，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出.其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生.CPU 只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路•DS18B20支持一线总线”接口，测量温度范围为-55 C~+125°C,在-10~+85 °范围内精度为±).5 °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，如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等•DS18B20 内部结构(1) DS18B20 的内部结构如下图所示•DS18B20 内部结构图DS18B20 有4 个主要的数据部件:①64位激光ROM.64位激光ROM从高位到低位依次为8位CRC、48位序列号和8位家族代码(28H) 组成•②温度灵敏元件•③非易失性温度报警触发器TH和TL.可通过软件写入用户报警上下限值.④配置寄存器•配置寄存器为高速暂存存储器中的第五个字节•DS18B20 在0 工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换成相应精度的数值，其各位定义如图所示•TM R1 R0 1 1 1 1 1MSB DS18B20 配置寄存器结构图LSB其中,TM:测试模式标志位，出厂时被写入0,不能改变;R0、R1:温度计分辨率设置位，其对应四种分辨率如下表所列，出厂时R0、R1置为缺省值：R0=1,R仁1(即12位分辨率),用户可根据需要改写配置寄存器以获得合适的分辨率• 配置寄存器与分辨率关系表：R0 R1 温度计分辨率/bit 最大转换时间/us0 0 9 93.750 1 10 187.51 0 11 3751 1 12 750(2) 高速暂存存储器高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如下图所示.当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0 和第1 个字节.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，数据格式如图所示.对应的温度计算：当符号位S=0时, 直接将二进制位转换为十进制;当S=1 时，先将补码变为原码，再计算十进制值.温度低位温度高位TH TL 配置保留保留保留8 位CRCLSB DS18B20 存储器映像图MSB温度值格式图DS18B20 温度数据表:23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4MSB LSBS S S S S 26 25 24典型对应的温度值表:温度/c二进制表示十六进制表示+125+25.0625+10.125+0.5-0.5-10.125-25.0625-55 00000111 1101000000000001 1001000100000000 1010001000000000 0000100000000000 0000000011111111 1111100011111111 0101111011111110 0110111111111100 10010000 07D0H0191H00A2H0008H0000HFFF8HFF5EHFE6FHFC90HDS18B20 最大的特点是单总线数据传输方式,DS18B20 的数据I/O 均由同一条线来完成. 硬件连接电路如下图:本系统为多点温度测试.DS18B20 采用外部供电方式,理论上可以在一根数据总线上挂256 个DS18B20, 但时间应用中发现,如果挂接25 个以上的DS18B20 仍旧有可能产生功耗问题.另外单总线长度也不宜超过80M, 否则也会影响到数据的传输.在这种情况下我们可以采用分组的方式,用单片机的多个I/O 来驱动多路DS18B20. 在实际应用中还可以使用一个MOSFET 将I/O 口线直接和电源相连,起到上拉的作用.对DS18B20 的设计, 需要注意以下问题(1) 对硬件结构简单的单线数字温度传感器DS18B20 进行操作,需要用较为复杂的程序完成.编制程序时必须严格按芯片数据手册提供的有关操作顺序进行,读、写时间片程序要严格按要求编写.尤其在使用DS18B20 的高测温分辨力时,对时序及电气特性参数要求更高.(2) 有多个测温点时,应考虑系统能实现传感器出错自动指示,进行自动DS18B20 序列号和自动排序,以减少调试和维护工作量.(3) 测温电缆线建议采用屏蔽4 芯双绞线,其中一对线接地线与信号线,另一组接VCC 和地线, 屏蔽层在源端单点接地.DS18B20 在三线制应用时,应将其三线焊接牢固;在两线应用时,应将VCC与GND 接在一起，焊接牢固若VCC脱开未接传感器只送85.0 C的温度值.⑷实际应用时,要注意单线的驱动能力，不能挂接过多的DS18B20,同时还应注意最远接线距离.另外还应根据实际情况选择其接线拓扑结构.§3.3 串口通讯电路AT89C51 有一个全双工的串行通讯口,所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯.进行串行通讯时要满足一定的条件,比如电脑的串口是RS232 电平的,而单片机的串口是TTL 电平的,两者之间必须有一个电平转换电路,我们采用了专用芯片MAX232 进行转换,虽然也可以用几个三极管进行模拟转换,但是还是用专用芯片更简单可靠.具体电路如下:我们采用了三线制连接串口,也就是说和电脑的9 针串口只连接其中的3 根线:第5 脚的GND 、第2 脚的RXD 、第3 脚的TXD. 这是最简单的连接方法,但是对本设计来说已经足够使用了,电路如上图所示.通信线采用交叉接法,即两者信号线对应成为R—T,T—R. 具体连接电路如下:§3.4 整体电路见附件二(电路原理图)第四章软件设计§4.1 概述整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的,当硬件基本定型后,软件的功能也就基本定下来了.从软件的功能不同可分为两大类:一是监控软件(主程序),它是整个控制系统的核心专门用来协调各执行模块和操作者的关系.二是执行软件(子程序),它是用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、通讯等.每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块.这里将各执行模块一一列出,并为每一个执行模块进行功能定义和接口定义.各执行模块规划好后就可以规划监控程序了.首先要根据系统的总体功能和键盘设置选择一种最合适的监控程序结构,然后根据实时性的要求,合理地安排监控软件和各执行模块之间地调度关系.§4.2 主程序方案主程序调用了 4 个子程序,分别是数码管显示程序、键盘扫描以及按键处理程序、温度测试程序、中断控制程序、单片机与PC机串口通讯程序.键盘扫描电路及按键处理程序:实现键盘的输入按键的识别及相关处理温度测试程序: 对温度芯片送过来的数据进行处理,进行判断和显示数码管显示程序:向数码的显示送数,控制系统的显示部分. 中断控制程序: 实现循环显示功能.串口通讯程序:实现PC 机与单片机通讯,将温度数据传送给PC 机.将各个功能程序以子程序的形式写好,当写主程序的时候,只需要调用子程序,然后在寄存器的分配上作一下调整,消除寄存器冲突和I/O 冲突即可.程序应该尽可能多的使用调用指令代替跳转指令.因为跳转指令使得程序难以看懂各程序段之间的结构关系.而调用指令则不同,调用指令使得程序结构清晰,无论是修改还是维护都比较方便.将功能程序段写成子程序的形式,除了方便调用之外,还有一个好处那就是以后写程序的时候如果要用到, 就可以直接调用这个单元功能模块.主程序流程图如右图:§4.3 各模块子程序设计下面对主要几个子程序的流程图做介绍:(1) 温度测试子程序设计见附录一:温度测试子程序流程图(2) 中断控制程序设计如右图:(3) 串口通信程序设计本次通讯中,测控系统分位上位机和下位机之间的通信,系统中单片机负责数据采集、处理和控制,上位机进行现场可视化检测,通信协议采用半双工异步串行通信方式,通过RS232 的RTS 信号进行收发转换,传输数据采用二进制数据,上位机与下位机之间采用主从式通讯.本人采用的VB环境下PC机与单片机之间实现串行通讯的软硬件方案.VB是Microsoft公司推出的Windows 应用程序开发工具,因其具有界面友好,编程简便等优点而受到广泛的使用,而且Visual Basic 6.0 版本带有专门实现串行通讯的MSCOMM 控件.MSComm控件串口具有完善的串口数据的发送和接收功能•通过此控件，PC机可以利用串行口与其它设备实现轻松连接,简单高效地实现设备之间的通讯.此控件的事件响应有两种处理方式.事件驱动方式:由MSComm 控件的OnComm 事件捕获并处理通讯错误及事件;查询方式:通过检查CommEvent 属性的值来判断事件和错误.1) MSComm 控件的主要属性和方法a. CommPort:设置或返回串行端口号,其取值范围为1—99,缺省为1b. Sett ing:设置或返回串行端口的波特率、奇偶校验位、数据位数、停止位c. PortOpe n:打开或关闭串行端口d. RThreshold: 该属性为一阀值,它确定当接收缓冲区内字节个数达到或超过该值后就产生MSComml-OnComm 事件.e. In put :从接收缓冲区移走一串字符.f. Output: 向发送缓冲区传送一字符串. 软件流程图如下:单片机程序流程图PC 通讯程序流程图参数设定：通信端口选择COM1,波特率设定为1200B/SmPort=1MSComm.Setting= “1200, n, 8, 1 ”.START: MOV SP,#60HMOV TMOD,#20HMOV TH1,#0E6HMOV TL1,#0E6H ;1200B/S,晶振为12MHZMOV PCON,#00HMOV SCON,#50HSETB TR1第五章系统调试§5.1 分步调试1 、测试环境及工具测试温度:0~100摄氏度.（模拟多点不同温度值环境）测试仪器及软件:数字万用表,温度计0~100 摄氏度,串口调试助手测试方法:目测.2、测试方法使系统运行,观察系统硬件检测是否正常(包括单片机最小系统,键盘电路,显示电路,温度测试电路等).系统自带测试表格数据,观察显示数据是否相符合即可. 采用温度传感器和温度计同时测量多点水温变化情况(取温度值不同的多点), 目测显示电路是否正常.并记录各点温度值,与实际温度值比较,得出系统的温度指标. 使用串口调试助手与单片机通讯,观察单片机与串口之间传输数据正确否.3、测试结果分析自检正常,各点温度显示正常,串口传输数据正确.因为芯片是塑料封装,所以对温度的感应灵敏度不是相当高,需要一个很短的时间才能达到稳定.§5.2 统一调试将硬件及软件结合起来进行系统的统一调试.实现PC 机与单片机通讯,两者可以实时更新显示各点温度值.结束语AT89C51的时钟为12M,I/O 口可达32个,高的时钟频率和丰富的I/O,都为实现电路功能提供了非常有利的条件.同时也AT89C51 内含4KB FLASH ROM, 开发环境友好,易用,方便,大大加快本系统设计开发.拨码开关的使用,使操作更为简洁,易懂.实时显示电路的设计,使温度信息更迅速,直观地发布.本制作的设计中使用了传感器的只是插座电路,因此,该系统的可扩展性很强.整个系统硬件简单、可靠,系统成本低.致此本人设计基本完成了预期的目标,系统在硬件自动测试,键盘操作,实时显示方面做的比较好.但是由于时间仓促、条件有限,设计成果并不是很完美,还存在下面问题:串口通讯不稳定未对温度数值统计处理以及存储.我准备在今后的工作过程中进一步完善此设计.参考文献[1] .贾振国.DS1820及高精度温度测量的实现[J].电子技术应用，2000(1):58 - 59.[2] . 余永权. 单片机原理及应用. 北京:电子工业出版社, 1997[3] . 邦田. 电子电路实用抗干扰技术. 北京: 人民邮电出版社,1994[4] . Dallas semiconductor inc,ds18b20 programmable resolution 1 —wiredigital thermometer 2001[Z] .[5] . 曲喜贵. 电子元件材料手册[ M]. 北京:电子工业出版社,1989.422-430.[6] . 黄贤武,郑筱霞,曲波等. 传感器实际应用电路设计[M]. 成都:电子科技大学出版社,1997.4-10.[7] . 刘君华. 智能传感器系统[M] . 西安:西安电子科技大学出版社,1999.[8] . 余永权. Flash 单片机原理及应用[M]. 北京:电子工业出版社,1997.[9] . 邦田. 电子电路实用抗干扰技术[M] . 北京:人民邮电出版社,1994.[10] . 周云波. 由DS18B20 单线数字温度计构成的单线多点温度测量系统. 电子技术应用,1996(2):15- 20.[11] . 吉鹏,马云峰等. 微机原理与接口技术[M]. 北京:高等教育出版社,2001.[12] . 振国. DS1820 及高精度温度测量的实现[J] . 电子技术应用,2000 (1) .[13] . 东耀,汪仁煌. 数字温度传感器在仓库温度检测系统的应用[J]. 传感器世界,2001(12):30- 33.[14] . 月霞,孙传友. DS18B20 硬件连接及软件编程[J]. 传感器世界,2001(12):25- 29.[15] . 一线数字温度传感器资料[M]. 武汉:武汉力源电子有限公司,1996.[16] . 贤武,郑霞,曲波. 传感器实际应用电路设计[M]. 成都:电子科技大学出版社,1997.[17] . 伟正. 单线数字温度传感器的原理与应用[1]. 电子技术应用,2000,6.66-68[18] . DALLAS 公司.DS18B20 数据手册[Z][19] . 周月霞,孙传友. DS18B20 硬件连接及软件编程[J]. 传感器世界,2001,(12).[20] . 单线数字温度传感器资料[M]. 武汉:武汉力源电子有限公司,1996.[21] . 贾东耀,汪仁煌. 数字温度传感器在仓库温度检测系统的应用[J]. 传感器世界,2001(12).[22] . 余永权. ATMEL 89 系列单片机应用技术[M]. 北京:北京航空航天大学出版社2002.[23] . 胡汉才. 单片机原理及系统设计[M]. 北京:清华大学出版社,2002[24] . 李更祥. 单总线数字式智能型温度传感器在测控领域中的应用[J]. 计算机自动测量与控制,1999,7(3):51-53.[25] . 忠梅. 单片机的C 语言应用程序设计[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,1997。

DS18B20 测温系统

电子综合实践设计报告专业班级：学生姓名：指导教师：设计时间：物理与通信电子学院摘要DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire，即单总线器件，具有线路简单、体积小、低功耗、高精度、抗干扰能力强等特点的数字温度传感器。

本设计采用多点测温方法，在一个IO口上挂接多个DS18B20测温，在远距离工作时，为了防止信号的衰减，DS18B20用屏蔽双绞线包裹，远端接地的方法工作，并把所测得的温度在LCD上显示出来。

文中简要的介绍了DS18B20的基本特点、引脚功能、测温原理及时序的控制。

给出了DS18B20的使用电路、使用中的注意事项、硬件及软件设计方法。

经过测试，该系统的测量精度及速度等指标均能满足设计要求。

关键词：DS18B20 测温系统数字温度传感器多点测温目录摘要 (2)1 引言 (4)2 设计要求 (4)3 方案设计与原理 (4)3.1 DS18B20 简介 (4)3.1.1 DS18B20特性 (4)3.1.2说明： (5)3.1.3 DS18B20测温原理： (5)3.1.4 DS18B20测温原理图： (6)3.1.5 64位激光刻ROM (7)3.1.6 CRC发生器 (7)3.1.7 单总线系统 (7)3.2 DS18B20指令控制 (7)3.2.1 ROM时序指令控制 (8)3.2.2DS18B20功能指令控制 (8)3.3 18B20时序详解 (9)3.3.1初始化时序 (9)3.3.2读/写时序 (9)3.4二叉树遍历 (11)4 设计程序流程图： (16)5 设计硬件原理图 (17)6 DS18B20使用中应注意事项 (18)7测试中出现的问题及解决办法和说明： (18)8 结束语 (19)9 参考文献： (20)10 附录： (21)1 引言本系统利用DS18B20进行测温，基于单片机AT89S52进行温度控制，具有硬件电路简单，控温精度高、功能强，体积小，简单灵活等优点，可以应用于控制温度在-55℃到+125℃之间的各种场合，可以实现温度的实时采集、显示功能。

微波干燥恒温控制系统的设计——基于ds18b20数字温度传感器

2012年2月农机化研究第2期微波干燥恒温控制系统的设计一基于D Sl8B20数字温度传感器陈霖，苏烨，傅秋茗，王治平，莫愁(四川农业大学信息与工程技术学院，四川雅安625014)摘要：利用D Sl8820数字温度传感器对微波加热室内进行实时温度监测，以A T89$52单片机及相关电子元件为核心控制微波加热过程，读取实时温度，比较温度区间。

通过断开、闭合微波炉工作电源，使其始终保持在预设温度区间内，进而实现微波干燥恒温控制。

试验结果显示，使用该系统干燥的作物样品品质明显优于微波场直接干燥的作物品质。

试验表明，该系统能够实现其预定功能。

关键词：微波干燥；恒温；自动控制；数字温度传感器中图分类号：s226．6；S126文献标识码：A文章编号：1003—188X(2012)02-0193-040引言微波是一种具有穿透特性的电磁波，可产生高频电场。

微波加热利用的是介质损耗原理，水分子是极性分子，在微波作用下其极性随着外电磁场的变化而变化，高速运动的水分子急剧摩擦、碰撞，使物料产生热化和膨化等一系列过程，从而达到微波加热的目的。

目前，微波干燥技术以其速度快、时间短、样品温度低、整体加热等优点，在食品、中药、化学等行业中的应用越来越广泛¨。

5J。

微波干燥过程中的温度对于样品的加工时间和最终加工品质具有重要的影响。

但是微波干燥时温度的测量及控制仍然不够成熟，没有一种有效的方法可以对微波场中的温度准确测量【6】。

为此，笔者设计了一种新的微波干燥自动控制系统，采用D Sl8820数字温度传感器进行干燥室内的实时监测，使用A T89S52单片机对系统进行温度控制，使其工作在一定的预设区间内，从而获得更好的作物品质。

1原理及结构1．1恒温控制原理根据微波炉工作原理，其工作方式可分为连续式和间歇式。

当采用连续式工作方式时，很容易使微波炉磁控管工作电压、电流超过额定值，致使其工作电压上下波动，甚至使磁控管停止工作，而采用间歇式收稿日期：2011-04-13基金项目：四川农业大学双支计划项目(2009)作者简介：陈霖(1969一)，女，四川汉源人，副教授，(E—m ai l) l i nge he nl21@163．cor n。

DS18B20数字温度计设计实验报告(1)

单片机原理及应用课程设计报告书题目：DS18B20数字温度计姓名：李成学号：133010220指导老师: 周灵彬设计时间： 2015年1月目录1. 引言 (3)1.1。

设计意义31。

2.系统功能要求32。

方案设计 (4)3。

硬件设计 (4)4. 软件设计 (8)5。

系统调试106. 设计总结 (11)7. 附录 (12)8。

参考文献15DS18B20数字温度计设计1.引言1.1. 设计意义在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。

而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。

其缺点如下:●硬件电路复杂；●软件调试复杂；●制作成本高。

本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为—55～125℃,最高分辨率可达0.0625℃.DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的热点。

1.2. 系统功能要求设计出的DS18B20数字温度计测温范围在0～125℃,误差在±1℃以内，采用LED数码管直接读显示。

2. 方案设计按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路.数字温度计总体电路结构框图如4。

1图所示:图4.13. 硬件设计温度计电路设计原理图如下图所示,控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20，使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。

AT89C51 主控制器 DS18B20 显示电路扫描驱动主控制器单片机AT89C51具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用.系统可用两节电池供电。

AT89C51的引脚图如右图所示：VCC:供电电压。

GND：接地.P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

基于DS18B20数传温度传感器的电缆防火测温系统

现连续、时监测电缆接头的温度变化，实准确预报电缆
据采集和网络通信相互隔离，而大大缩短了数传温从
度传感器的测量周期，提高了数据采集速度，该模块采集５２个数据点仅需要８５ｓ间。１．时系统采用工业控制计算机（称工控机）其最低简，
印等。（）１在线监测系统软件采用如图２所示的电子地图界面，可直观形象地显示电缆地理位置、编号、电缆
（）３图层控制功能可任意增加、除图层，整图删调层的显示顺序，择图层的可视性、选可选性、可编辑性，
Ｒ７＾
１系统构成
电缆接头在线监测防火测温系统由Ｄ１Ｂ０数Ｓ８２传温度传感器、ＴＭ８０字测温模块、位机等组Ｌ０３数上
成，系统结构见图１其。ＤＳ８２１Ｂ０是美国ＤＡＬＬＡＳ公司生产的一种新型
配置：４２６Ｐ．ＧＨｚＣＵ、０硬盘、５ＭＢ内存机接收来自集成控制主机的Ｓ
接头故障。系统将测温、警与冷却风机结合为一个报
整体，当某处电缆接头的温度超过预警值时，声光报在
２系统软件功能及特点
电缆接头在线监测防火测温系统软件是在ＶＢ环境下开发的应用软件，主要功能包括：图操作、询、地查图层控制、态监测、温系统内部信息显示及画面打状测

DS18B20温度控制系统设计

DS18B20温度控制系统设计【摘要】本设计通过以stc89c52单片机为核心，控制温度传感器ds18b20采集温度信号并直接以数字信号的方式传送给单片机，所测量结果由lcd1602显示出来，单片机将检测的温度与预先设定的温度值进行比较，该设定温度可以通过按键以1℃为单位进行调节。

当所测温度超过设定的温度值时，单片机将控制一个发光二极管和一个蜂鸣器进行声光报警，同时控制一个继电器的通断，达到简单调温的目的。

【关键词】单片机；ds18b20；lcd1602；声光报警一、功能简介本设计主要是以数字温度传感器ds18b20采集温度信号，将采集到的温度信号送给stc89c52单片机。

单片机将检测的温度与预先设定的温度值进行比较，该设定温度可以通过两个按键以1℃为单位进行调节。

当超过设定的温度值时，单片机将控制一个发光二极管和一个蜂鸣器进行声光报警，同时控制一个继电器的通断，达到简单调温的目的。

按模块可分为：（1）报警控制模块（2）温度采集模块（3）显示模块。

温度检测及显示要求实现以下功能：（1）用lcd直接显示读数、显示清晰直观。

（2）温度测量范围：0-100℃。

（3）可通过按键实现调节报警温度大小，单位1℃。

（4）精确度高。

（5）稳定性好。

二、方案简介理简单化。

采用温度芯片ds18b20测量温度，体现了作品芯片化这个趋势。

部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。

而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。

所以芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。

本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。

单片机温度控制系统是以ms-52单片机为控制核心，报警电路对温度监控的微机控制系统。

基本控制原理：ds18b20检测温度并将信号传送给单片机通过lcd显示出来，键盘设定温度上下限值，当所测温度超出所设置的初始温度时，报警装置响起，同时控制一个继电器的通断，达到简单调温的目的。

三、温度传感器的选取及特性选用美国dallas公司推出的一款单线数字温度传感器，此器件具有体积小，功耗低，精度高，可靠性好，易于单片机接口等优点其各方面特性都满足此系统的设计要求。

基于DS18B20组网测温的研究

维普资讯
基于Ｄ１Ｂ０组网测温的研究Ｓ８２
孙少伟，等
基于Ｄ１Ｂ０组网测温的研究Ｓ８２
ＲｅｅｒｈｏｍｐｒｔｅｓｒｇＮｅｗｏｋＢａｅｓａｃｎＴｅｅ１２ｒｎ８Ｂ０
点测温装置的原理及实现，该装置适用于人们的日常生活和工、农业生产的温度测量。
ＮＣ
一一一一一一一
ＮＣＮＣＮＣＧＮＤ
ＤＳ８０Ｏ．２装底视图ＩＢ２Ｔ９封
１Ｄ１Ｂ０的内部结构及其命令流程Ｓ８２
１１内部结构．
ＮＣＶａａ
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Ｄ１Ｂ０的内部结构如图１所示，要由６Ｓ８２主４位ＲＭ、Ｏ温度传感器、挥发的温度报警触发器Ｔ和非Ｈ
办伟截义儡幸高缪
（东南大学自动控制系，南京２０９）１０６
摘
要：随着现代信息技术的飞速发展，能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。简单介绍了ＤＬＡＡＬＳ公司推出
的Ｄ１Ｂ０数字式温度传感器的特点及其内部结构，组网的原理进行了分析。给出了适用于２～Ｓ８２对其８个传感器组网的软硬件构成方法。该温度传感器的接口电路简单、可靠，足工业、及日常生活多点测温的需求。可满农业
挂接多个Ｄ１Ｂ０的目的。Ｓ８２
存储和控制逻辑

DS18B20水温控制系统+电路图程序

水温控制系统摘要：该水温控制系统采用单片机进行温度实时采集与控制。

温度信号由“一线总线”数字化温度传感器DS18B20提供，DS18B20在-10～+85°C范围内, 固有测温分辨率为0.5 ℃。

水温实时控制采用继电器控制电热丝和风扇进行升温、降温控制。

系统具备较高的测量精度和控制精度，能完成升温和降温控制。

关键字： AT89C51 DS18B20 水温控制Abstract: This water temperature control system uses the Single Chip Microcomputer to carry on temperature real-time gathering and controling. DS18B20, digitized temperature sensor, provides the temperature signal by "a main line". In -10～+85℃the scope, DS18B20’s inherent measuring accuracy is 0.5 ℃. The water temperature real-time control system uses the electricity nichrome wire carring on temperature increiseament and operates the electric fan to realize the temperature decrease control. The system has the higher measuring accuracy and the control precision, it also can complete the elevation of temperature and the temperature decrease control.Key Words:AT89C51 DS18B20 Water temperature control目录1. 系统方案选择和论证 (2)1.1 题目要求 (2)1.1.1 基本要求 (2)1.1.2 发挥部分 (2)1.1.3 说明 (2)1.2 系统基本方案 (2)1.2.1 各模块电路的方案选择及论证 (2)1.2.2 系统各模块的最终方案 (5)2. 硬件设计与实现 (6)2.1系统硬件模块关系 (6)2.2 主要单元电路的设计 (6)2.2.1 温度采集部分设计 (6)2.2.2 加热控制部分 (8)2.2.3 键盘、显示、控制器部分 (8)3. 系统软件设计 (10)3.1 读取DS18B20温度模块子程序 (10)3.2 数据处理子程序 (10)3.3 键盘扫描子程序 (12)3.4 主程序流程图 (13)4. 系统测试 (14)4.1 静态温度测试 (14)4.2动态温控测量 (14)4.3结果分析 (14)附录1：产品使用说明 (15)附录2：元件清单 (15)附录3：系统硬件原理图 (16)附录4：软件程序清单 (17)参考文献 (26)1.系统方案选择和论证1.1题目要求设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1L净水，容器为搪瓷器皿。

(完整word版)基于单片机的DS18B20设计实验报告

第1章引言在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制，传统的测温元件有热点偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号得温度传感器，而这些测温元件一般都需要比较多的外部硬件支持。

其硬件电路复杂，软件调试繁琐，制作成本高，阻碍了其使用性。

因此美国DALLAS半导体公司又推出了一款改进型智能温度传感器——DS18B20。

本设计就是用DS18B20数字温度传感器作为测温元件来设计数字温度计。

本设计所介绍的数字温度计与传统温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于测温比较准确得场所，或科研实验室使用。

该设计控制器使用单片机STC89C51，测温传感器使用DS18B20,显示器使用LED.第2章任务与要求2.1测量范围-50~110°C，精确到0.5°C；2.2利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号；2.3所测得温度采用数字显示，计算后在液晶显示器上显示相应得温度值；第3章方案设计及论证3.1温度检测模块的设计及论证由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。

而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。

进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。

3.2显示模块的设计及论证LED是发光二极管Light Emitting Diode 的英文缩写。

LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。

基于单片机和DS18B20的数字温度计

温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学试验中，有特别重要的意义。

随着人们生活水平的不断提高,，人们对温度计的要求越来越高，传统的温度计功能单一、精度低，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

数字温度计（Digital Thermometer）简称D温度是许多监控系统中的一个重要参数。

TM，它是采用数字化测量技术，把连续的温度值转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

采用单片机控制的数字温度计，由于精度高、可扩展性强、集成方便、抗干扰能力强，得到了广泛的应用。

本设计以单片机和温度传感器为核心，设计数字温度计。

实现对温度的采集、监视和报警。

在温度采集的实现中，使用了AT89C51单片机和温度传感器DS18B20，温度监视部分利用动态驱动技术，以单片机驱动4位LED数码管。

温度测量范围-55℃～+125℃，通过按键设置上下限报警温度，并用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示，能准确达到设计要求。

正文还介绍了AT89C51和集成温度传感器DS18B20。

1 设计的意义及主要功能 (3)1.1 意义 (3)1.2 主要功能 (3)2 总体方案设计 (4)2.1 方案比较 (4)2.2 方案论证 (5)2.3 方案选择 (5)3 硬件电路设计 (6)3.1 元器件的选择 (6)3.2 电路原理图 (6)3.3 特殊元器件的介绍 (6)3.3.1 AT89C51介绍 (6)3.3.2 DS18B20介绍 (9)4 总结 (13)5 参考文献 (13)附录 (14)1 设计的意义及主要功能1.1 意义随着人们生活水平的不断提高,数字化无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

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，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。

数字温度传感器DS18B20在多点测温系统中的应用_甘勇

2001年 12月河南农业大学学报Dec.　2001第35卷　第4期Journal of Henan Agricultural University Vol.35No.4文章编号:1000-2340(2001)04-0391-03数字温度传感器DS18B20在多点测温系统中的应用甘　勇,宋春来,宋寅卯(郑州轻工业学院计算机科学与工程系,河南郑州450002)摘要:阐述了数字温度传感器DS18B20的功能、结构、测温原理以及在多点温度测试系统中的应用.由于其精度高、互换性好,可直接将温度数据进行编码,且可以只使用1根电缆传输温度数据,通信方便,传输距离远且抗干扰;系统得以简化,扩充维护十分方便.与用传统温度传感器组成的多点测温系统相比能节省大量电缆.关键词:数字传感器;温度;数据采集中图分类号:TP273 文献标识码:ADigital temperature sensor DS18B20application in multipletemperature measurement systemGAN Yong,SONG Chun-lai,SONG Yin-mao(Computer Science and Engineering Department of Zhengzhou Institute of Light Industry,Zhengzhou450002,China)A bstract:The function,structure and principle of temperature measurement of digital temperature sensor and its ap-plication in multiple temperature measurement syste m are introduced.With its high accurac y and good exchange capac-ity,this sensor can card temperature data directly,and transmit information through1-wire bus.So communication become more convenient and with high ability to resist interference.DS18B20multiple temperature measurement system can save a lot of cables compared with the maltiple temperatare measare ment system consisting of fradifional sensers. Key words:digital sensor;temperature;data acquisition DS18B20是美国DALLAS半导体器件公司在其前代产品DS1820[1]的基础上最新推出的单线数字化智能集成温度的传感器,其特点是:①DS18B20可将被测温度直接转换成计算机能识别的数字信号输出.温度值不需要经电桥电路先获取电压模拟量,再经信号放大和A/D转换成数字信号,解决了传统温度传感器存在的因参数不一致性,在更换传感器时会因放大器零漂而必须对电路进行重新调试的问题,使用方便.②DS18B20能提供9到12位温度读数,精度高.且其信息传输只需1根信号线,与计算机接口十分简便,读写及温度变换的功率来自于数据线而不需额外的电源.③每一个DS18B20都含有一个惟一的序列号,这就允许多个DS18B20连接到同一总线上.尤其适合于多点温度检测系统.④负压特性:当电源极性接反时,DS18B20虽然不能正常工作,但不会因发热而烧毁.正是由于具有以上特点,DS18B20在解决各种误差、可靠性和实现系统优化等方面与传统各种温度传感器相比,有无可比拟的优越性,因而广泛应用于过程控制、环境控制、建筑物、机器设备中的温度检测.1　DS18B20的功能与结构数字化温度传感器DS1820测温范围为-55～+125℃,增量值为0.5℃(9位温度读数),其内部功能结构如图1所示.它主要由4个数据部件部分组成:64位ROM;温度传感器;非易失性的温度告警触发器收稿日期:2001-8-27基金项目:河南省科技攻关计划资助项目(991140199)作者简介:甘勇(1965-),男,湖南株洲人,郑州轻工业学院副教授,博士生,从事计算机应用和计算机网络研究. 392河　南　农　业　大　学　学　报第35卷TH 和TL ;高速便笺存储器.64位ROM 用于存储序列号,其首字节固定为28H ,表示产品类型码,后6个字节是每个器件的编码,最后1个字节是CRC 校验码.温度告警触发器TH 和TL 存储用户通过软件写入的报警上下限值.高速便笺存储器由9个字节组成,其中有2个字节R AM 单元用来存放温度值,前1个字节为温度值的补码低8位,后1个字节为符号位和温度值的补码高3位.图2　DS18B20测量电路图1　DS18B20功能结构图图3　基于RS -485组网多点温度数据采集系统图4　数据采集仪原理2　DS18B20测温原理DS18B20测量温度采用了特有的温度测量技术,其温度测量电路如图2所示.它是通过计数时钟周期来实现的.低温度系数振荡器输出的时钟信号通过由高温度系数振荡器产生的门周期而被计数.计数器被预置在与-55℃相对应的一个基权值.如果计数器在高温度系数振荡周期结束前计数到零,表示测量的温度值高于-55℃,被预置在-55℃的温度寄存器的值就增加1℃,然后重复这个过程,直到高温度系数振荡周期结束为止.这时温度寄存器中的值就是被测温度值,这个值以16位形式存放在便笺式存贮器中,此温度值可由主机通过发存贮器读命令而读出,读取时低位在前,高位在后.斜率累加器用于补偿温度振荡器的抛物线特性.DS18B20在使用时,一般都采用单片机来实现数据采集[2].只需将DS18B20信号线与单片机1位I /O线相连,且单片机的1位I /O 线可挂接多个DS18B20,就可实现单点或多点温度检测.3　DS18B20在多点测温系统中的应用基于RS -485组网[3]的多点温度数据采集系统(图3).该系统是为新飞电器股份有限公司九分厂扩建生产线配套的冰箱温度微机自动检测系统.该系统由5条测试线组成.每条线能同时对40台电冰箱降温曲线进行测试并自动判定冰箱是否合格;整个检测过程由计算机控制完成;能打印冰箱降温曲线等数据和参数.系统基本要求如下:①每台冰箱测试2个温度点.②测温范围在-40℃～+40℃之间.③温度的测量精度在±0.5℃之间.④每条测试线测试时间30～180min .⑤系统软件完成冰箱降温曲线的图形显示和打印、判定冰箱是否合格、打印温度数据及报表.⑥每条线既可以单独测试.又可以多条线同时测试.每条测试线上的2个探头既可单独使用,也可同时使用.为满足以上要求,系统设计时采用了分布式计算机控制技术,由1台研华P Ⅲ800工业控制计算机作为上位机完成系统通信控制、数据管理、存贮及显示打印等工作;由215个前端数据采集仪作为下位机完成对5条生产线的40台冰箱温度及每条生产线3个环境温度的数据的采集,数据采集仪由1个2051单片计算机和2个DS18B20数字温度传感器组成,其原理图如图4所示.每条生产线43个数据采集仪通过RS -485通讯总第4期甘　勇等:数字温度传感器DS18B20在多点测温系统中的应用393 图5　主程序流程图图6　中断服务程序流程图线连成总线型网络,5条生产线的数据采集仪通过总线与上位机连成1个星型网络.系统它以PC工业控制机为上位主机,以单片机为核心的数据采集仪作为下位从机.上位机通过向下位机发送地址信息来获取下位机的响应,下位机则不断查询总线来确定自己是否被访问.一旦总线数据与自己端口地址相符,下位机就马上把最近采集到的数据发送到总线上.上位机接收到温度数据,并把这些以二进制补码表示的数据转换成十进制数,根据这些数据绘制温度曲线,同时将数据存入Access 数据库中.本系统上位机的软件是用VC ++6.0编写的,采用多种人机对话方式,操作简便,适合于生产现场使用.其主要功能如下:①显示打印制冷曲线②显示打印保存温度数据③打印统计报表④计算最低温度、降温速率、初停时间⑤记录保存开停次数⑥自动判定冰箱是否合格⑦测试数据查询等.据存储和查询,采用了数据库来存放温度数据.下位机软件是用汇编语言编写的,包括主程序和中断服务子程序两大部分.主程序实现对DS18B20的实时数据采集,并将结果存贮于单片机的R AM 区(图5).中断服务程序实现数据采集仪与上位机的数据通信(图6).该系统已在新飞电器股份有限公司投入实际运行,取得了良好的社会和经济效益.4　结语DS18B20传感器精度高、互换性好;它直接将温度数据进行编码,可以只使用一根电缆传输温度数据,通信方便,传输距离远且抗干扰性好;与用传统温度传感器组成的多点测温系统相比可节省大量电缆,而且系统得以简化,系统扩充维护十分方便.DS18B20可以广泛用于工厂工业过程、大型粮仓、酿酒厂,食品加工厂的温度检测以及宾馆、仪器仪表室等处的温度检测和控制.参考文献:[1]　绒炜,王东平.数字温度计DS1820[J ].电子技术,1997,(1):12-14.[2]　潘新民.微型计算机控制技术[M ].北京:人民邮电出版社,1988.[3]　甘勇,宋寅卯,高为民.Windows2000下基于RS -485工业数据采集网络的设计与实现[J ].河南师范大学学报(自然科学版),2001,29(4):82-84.。

基于DS18B20的单总线多路温度采集系统

收稿日期:2008-05 作者简介:朱群峰(1974—),女,讲师,实验室主任,研究方向为嵌入式系统应用和P LC 技术应用。

图2　单总线处理次序基于DS18B20的单总线多路温度采集系统朱群峰,黄　磊,唐　杰,王跃球(湖南邵阳学院电气工程系,湖南邵阳422004) 摘要:提出基于单总线的采用DS18B20和AT89C51单片机组成的多路温度检测系统,详细给出了硬件和软件系统的设计过程。

该系统设计可靠性高、性价比高,在智能化自动检测和控制系统中具有广阔的前景。

关键词:数字式温度传感器;DS18B20;AT89C51;单总线中图分类号:TH811 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2008)12-0029-02The M ulti 2channels Te m pera ture Collecti on System of 12w i re Ba sed on D S18B20ZHU Qun 2feng,HUAG N Lei,T ANG J ie,WANG Yue 2qiu(Depart m ent of Electr onic Engineering,Shaoyang University,Shaoyang 422004,China )Abstract:The multi 2channels te mperature collecti on syste m is p r oposed,which is composed of AT89C51and DS18B20based on 12wire .The design p r ocess of the hard ware and s oft w are syste m is described in detail .This syste m is very reliable and has a high quality -p rice rati o .It would app lied widely in vari ous intellectual aut omatic testing andcontr olling syste m s .Key words:digital te mperature sens or;DS18B20;AT89C51;12wire1　D S18B20简介DS18B20传感器内部内置A /D,直接输出9～12位(含符号位)的被测温度值,测温范围为-55℃～+125℃,测量分辨率最高可达0.0625℃;每片DS18B20内含64bit 经过激光修正的只读存储器ROM ,支持单总线技术,既可通过串行口线,也可通过其他I/O 口线与微机接口,适配各种单片机或计算机组建测量网络;用户还可以设定非易失性温度报警上下限阈值;一旦测量温度超过此设定值,即可给出一报警标志。

基于51单片机DS18B20温度采集器详解

一核心器件的基本构成及特性1.1 AT89S51功能特性89C51是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。

它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51基础型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能。

89C51内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。

此外，89C51还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。

在空闲模式下冻结CPU 而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。

掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。

89C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。

1.2 AT89S51管脚介绍AT89C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。

如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)、并行I/O口(4个8位I/O口)、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。

它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是微处理器（CPU）加上外围芯片的传统结构模式。

但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式，以实现不同的功能。

AT89C51单片机如图所示。

1.1.1引脚功能介绍Vcc(40引脚)：接+5V电源。

Vss(20引脚)：接地。

XTAL1(19引脚)：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。

XTAL2(18引脚)：片内震荡器反相放大器的输出端。

RST：复位引脚，高电平有效。

DS18B20

基于单总线器件DS18B20的温度测量仪发布时间：2009-8-3 阅读次数：228 字体大小: 【小】【中】【大】1 引言许多情况下需要测量温度参数。

通常测温系统的主要器件是热敏电阻，由于它体积小、重复性好、测量方法简单，所以在测温系统中广泛应用。

但采用热敏电阻的测温系统需要A／D转换，而且测量精度不高。

本文采用Dallas公司生产的一种新型温度传感器DS18B20，它集温度测量、A／D转换于一体，其测量范围宽(-55℃～+125℃)，精度高(0.0625℃)，DS18B20是一款具有单总线结构的器件。

由DS18B20组建的温度测量单元体积小，便于携带、安装。

同时，DS18B20的输出为数字量，可以直接与单片机连接，无需后级A／D转换，控制简单。

由于DS18B20具有单总线特性，便于扩展，可在一根总线上挂接多个DS18B20来组建温度测量网络。

2 硬件电路设计本系统设计采用 Mega8单片机控制DS18B20，由显示电路显示当前温度。

其系统硬件电路如图1所示。

Atmel 的Mega8单片机采用RTSC(精简指令集)，指令执行速度快，内嵌8 KB Flash程序存储器，支持ISP(在系统编程)，片内含有大容量的RAM区，具有SPT总线、I2C总线、ADC功能。

Mega8单片机体积小，功能强，具有PDIP-28封装及TQFP封装。

DS18B20采用单总线方式和Mega8单片机相连，即DS18B20的1引脚和3引脚接地，2引脚通过一只240 Ω的电阻接至Mega8的PB7引脚，同时将PB7引脚采用一只4.7 kΩ的电阻上拉至VCC。

单总线即只用一根信号线，既供电，又传输数据，而且数据传输是双向的，单总线具有"线与"功能，连接方便，便于扩展。

由于DS18B20采用 CMOS技术，耗电量很小，从总线上"偷"一点电保存到DS18B20内的电容中就可供给器件工作。

串联240 Ω电阻的目的是防止有缺陷的程序损坏DS18B20，如果没有正确地采用OC(集电极开路)或OD(漏极开路)结构驱动DS18B20，而是选择推挽方式，DS18B20可能被烧坏。

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图 4 温度采集流程图 41
2012.7
Application of MCU & PLD
通过对多个 DS18B20 进行操作就能实现对温度的采集，程序中对 DS18B20 的操作主要有几个步骤：初始化；搜索 DS18B20 ；匹配 DS18B20 ；发送温度转换指令；读取温度值 [5]。其温度采集流程图如图 4 所示。
抗干扰性能好、具有 CRC 校验功能，适用于各种
2008(12).
温度检测和控制系统。因此，在大型仓库、工厂、 [4] 黄宇飞,吴江,秦旭,等.单片机单总线技术[J].单
医疗与健诊等系统需要多点温度检测中有着广阔
片机与嵌入式系统应用,2001(1): 22-25,47.
的应用前景。
[5] 月霞,孙传友. DS18B20 硬件连接及软件编程
术和通信网络的发展[J].电讯技术,2010.
0110 0000 0100 0001 0000 0001 0000 0010 0000 [3] 陈小芳.基于泰克RSA的分析评估和优化RFID
0000 1001 0000 0000 0000 0110 1000 0011 0111
系统[J].电子测试,2007(6).
参考文献
[J].传感器世界,2001(12):25-29.
[1] 吴东霞,陈天胜,王佳.基于MCS-51的多路温度
（下转第 51 页）
42
测试工具与解决方案
2012.7
第 5 段信号解码结果为： [2] 黄鹏,杨云志,李元忠.“物联网”推动RFID技
0000000000001010v1 0011 0000 0000 0000 1001
综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。
用单片机的多个 I/O 来驱动多路 DS18B20。在实
本文采用单总线数字温度传感器 DS18B20 和际应用中还可以使用一个 MOSFET 将 I/O 口线直
单片机 AT89C51 构成的温度测量装置 , 它可直接输出温度的数字信号 [3]。测温系统结构简单，体
接和电源相连，起到上拉的作用。
积也不大 , 而且 AT89C51 可以带多个 DSB1820， 2.2 温度显示电路设计
可以非常容易实现多路测温，轻松的组建传感器
在本文中选择液晶显示模块 LCD1602，它
网络。
是一种可编程器件，可以显示两行，每行 16 个字
符，采用单 +5 V 电源供电，外围电路配置简单，
Design of the multi-channels temperature detecting system based on DS18B20
Ren Zhihua, Li Yonghong (North University of China, Taiyuan, Shanxi 030051)
Abstract: Based on the factory or enterprise, we need to multi-points temperature detection, this paper introduces a design which can test temperatures of different points，With digital temperature sensor DSl8B20 as the temperature measurement devices, with AT89C51 as control units of multi-point temperature can be detected and control system, and gives the system hardware circuit and software flow chart. In the system, data acquisition and control all digital, can realize the real-time monitoring of multi-points temperature, and has the off-gauge alarm and instruction function.The simulation results show that the design anti-interference design, flexible, convenient and suitable for the temperature measurement. Keywords: digital temperature sensor DS18B20; temperature measurement; AT89C51
的 LED 同步闪烁，LED-YELLOW 为低温闪烁，
整体电路图如图 2 所示。
LED-RED 为高温闪烁。
2012.7
4 软件设计
图 2 整体电路图
整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的，软件设计部分采用模块化设计和 C 语言编程，主程序流程图如图 3 所示。
图 3 主程序流程图
2012 年 7 月第7期
电子测试
ELECTRONIC TEST
Jul. 2012 No.7
基于DS18B20的多路温度检测系统设计
任志华，李永红（中北大学，山西太原 030051）
摘要：基于在工厂或企业，需要对多点进行温度检测，本文介绍了一种能巡回检测各点温度的设计，以数字温度传感器DSl8B20作为现场测温元件，以AT89C51单片机作为控制单元组成的可以对多点温度进行检测和控制的系统，给出了系统的硬件电路图和软件流程图。在系统中，数据的采集和控制都实现了数字化，能实现对各点温度的实时监控，并具有超限报警和指示功能。仿真实验结果表明，本设计抗干扰性好、设计灵活、方便，适合于现场温度测量。关键词：数字温度传感器DS18B20；温度测量；AT89C51 中图分类号: TP29 文献标识码: A
[7] 罗华飞.MATLAB GUI设计学习手记[M].2版. 北京:北京航空航天大学出版社,2011.行了离线分析，实际中，根据采用的 RFID 空中接口协议的具体规定，进行适当修改即可适用于不同的协议，因此具有很强的通用性。
作者简介：陈淋，硕士研究生，从事RFID测试技术研究。 E-mail:cyr2009@
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2012.7
Application of MCU & PLD
0 引言
2 系统主控模块设计
随着社会的进步和工业技术的发展，人们越 2.1 温度测量电路设计
来越重视温度这一因素，许多产品对温度要求严
本文为多路温度测试，因此 DS18B20 采用外
格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都部供电方式，理论上可以在一根数据总线上挂 256
[2] 刘岑俐,张明.多路温度检测系统的设计[J].四
数字温度传感器 DS18B20 具有测量速度快、
川大学学报,2008(10).
精度高、智能化等特点，以 AT89C51 作为控制主 [3] 朱群峰,黄磊,唐杰,王跃球.基于DSl8B20的
机组成的多路温度采集系统可靠性高、维修方便、
单总线多路温度采集系统[J].仪表技术,
1101 1100 1100 1100 1100 0000 0111 0010 1000，为 [4] 曾尚璀,沈华,俞振利.基于MATLAB系统的信
前导码加 128 位数据。这 128 位数据位标签的唯
号FFT频谱分析与显示[J].科技通报,2000(7).
一识别码。
[5] ISO/IEC. Information technology-Radio
2.3 串口通讯电路设计
AT89C51 有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是 RS232 电平的，而单片机的串口是 TTL 电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片 MAX232 进行转换，虽然也可以用几个三
Switzerland:ISO/ IEC, 2006.
3 结论
MATLAB 简单快捷，对脱离仪器自主分析采集数据，提供了很大的便利性和灵活性。本文对泰克实时频谱仪采集的基于 ISO/IEC 18000-
[6] 张志涌.精通MATLAB6.5版[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.
51
极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单
可靠。其电路如图 2 所示。
图 1 硬件整体结构框图 40
2.4 报警电路设计
在实际的工作中，工作的温度可能会超出设
微处理器与可编程器件应用
定值的范围，在本文中，如果外界温度低于 9℃ 3 整体电路图
或高于 85℃，系统将产生报警声音，并且对应
1 系统硬件整体结构设计
价格便宜，具有很高的性价比，可以定时循环检
测和通过 LCD1602 显示多路的温度，因此选择
本系统由单片机 AT89C51、显示电路、串 LCD1602。口通讯电路、报警电路、数据存储和上位机组成。
单片机 AT89C51 的 I/O 线作为总线可以挂接多个温度传感器 DS18B20，I/O 总线处于高电平时，可以为数字温度传感器提供电源。单片机 AT89C51 通过巡回检测，获取各点温度，贮存在数据存储卡上，通过 MAX232 串行通信接口接上位机，同时可以送显示器进行显示，并且温度超限时可以报警。系统硬件整体结构设计框图如图 1 所示。
是单点测量，同时还有温度信息传递不及时、精个 DS18B20，但实践应用中发现，如果挂接 25 个
度不够的特点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定 [1-2]。在这样的形式下，开发一种能