张元增200925110111基于USB的温度计设计
便携式体温计的设计制作
大学生科研作品立项项目成果项目名称：便携式体温计的设计制作项目负责人：徐伟伟项目合作者：刘金锁杨孟苗金水汤家佳何双所在院系：空间科学与应用物理学院专业年级： 2007级应用物理专业山东大学威海分校大学生科技创新中心便携式体温计的设计制作徐伟伟刘金锁杨孟苗金水汤家佳何双（空间科学与应用物理学院07级本科生）指导老师：张鹏彦摘要：本系统以AT89C51单片机为核心，构成无线传输装置的两端：测温端与显示端。
整个系统主要由单片机最小系统、测温电路、数码管显示电路、报警电路、温度阈值手动输入电路、无线发送电路、无线接收电路、液晶显示电路、串口通信电路等模块组成。
测温端使用DS18B20温度传感器测量当前温度，通过单片机处理在数码管上实时显示精确到小数点后两位的温度值。
温度阈值默认为37.5摄氏度，在按下阈值输入按键时，可通过手动输入温度阈值，再次按下阈值输入按键，温度实时显示，且在温度值超过阈值时报警。
同时，测温端将温度信号通过无线发送电路发送出去，显示端接收到温度信号后，经单片机处理，在液晶显示屏上实时显示出当前温度，并通过串口将温度值传到电脑上，在电脑上上显示温度曲线。
此设计实现了温度的实时测量，温度阈值的手动、程序双输入，温度超阈值报警，温度的远程监控，电脑上温度曲线的实时显示等功能。
关键词： AT89C51单片机、无线传输技术、体温计一．引言目前，体温计主要有水银体温计、电子体温计等。
水银体温计利用液体热胀冷缩的特性制成，灵敏度、精确度偏低，易破碎，不易读数，测量时间较长，并且在测量体温时，使用者的行动受限。
现有的电子体温计价格昂贵、寿命较短、精度准确度受电子元件及电池供电状况等因素影响。
最重要的是，尚未有可以无线传输的系统体温计，以适用于医院等对病人体温的连续观测。
我们针对现有体温计携带不方便，精度不高，不能无线传输的不足，利用单片机与无线传输技术制作了便携式体温计。
其主要功能有：（一）测量温度和实时显示温度；（二）温度超阈值报警；（三）温度阈值手动程序双输入；（四）温度无线传输与远程显示；（五）在电脑上实时显示温度曲线。
一种便携式高精度数字体温计的设计
中 国科技 信息 ２０１４笨 第 １６期 ·ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ａｕｇ．２０１４
康 泽
原 洋 物 宏伟 中国农业机械化科学研究院
为 了克服传统温度 计 由于水银有毒 、测温时间较 长、读数麻烦 、测量精度 不高等缺点 ， 本文设 计 了一 种基于 ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机和 ＤＳ１ ８Ｂ２０单线数字温度传 感器的数字体温 计，该粥 字温度 计可实现对人 体温度 快速 采集 、存储 、实 时数字显示等功 能， 具有响应速度 快 、泖 温精度 高、读数容 易等优 点 。
显 示模块 显示器选用 ＬＣＤ１６０２液 晶显示屏 ，这是一种专门设 计用来显示字母 、数字 、符号的点阵型液晶显示器。它由 若干个 ５Ｘ７或者 ５Ｘ１ １点阵字符位组成 ，每个点阵字符位 都 可 以 显示 一个 字 符 ，每位 之 间有 一个 点 距 的间 隔 ，每 行 之 间也有 间隔 。ＬＣＤ１６０２可 以显示 两行 字符 ，每 行 可显示 １６个不 同的 字符 。
耗 很适 合于 数字体 温计 这样 的小 型控 制 系统 。
温 度采 集模 块 温度采集的核心器件选 用的是 美国 ＤＡＬＬＡｓ半导体 公 司 推 出 的 ＤＳ１８Ｂ２０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 出被测 温 度 ，并且 可 根据 实 际 需要通过 简单的编程 实现宽范围的 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，ＤＳ１ ８Ｂ２０在与微处理器进 行 通 讯 连 接 时 仅需 要 单 线 即 可 实 现 微 处 理 器 与 ＤＳ１８Ｂ２０ 的双向通讯。（２）可通过数据线供电，电压范 围为 ３．０～５．５ Ｖ。 （３）温度以 ９或 １２位数字显示 ，对应的可分辨温 度 分 别 为 ０．５℃、０．２５℃ 、０．１２５℃和 ０．０６２５℃多精度 的测 量 ， 这样便 可实现高精度测温。 （４）负电压特性 ，电源极性 接反时 ，内部 自动进行保护，温度计不会因发热而烧毁 ， 但不能正常工作 。 （５）测量结果直接 已数字表示的形式 输 出，以”一线总线 ”串行传送给 ＣＰＵ，同时将 ＣＲＣ校 验码进行传送 ，具有极 强的抗干扰纠错能力。 （６）无须 外部器件 ，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极 管的集成 电路 内。
基于USB接口的便携式温湿度记录仪的设计
维普资讯
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２ Ｏ・
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
２０ 年 ０８
主要包括２ 模块 ：温 湿度测 试 电路 和Ｕ Ｂ 口电路 。 个 Ｓ接
２１ 温湿度 测试 电路 ．
由 Ｓ Ｔ ５构成 的相对 湿度 、温 度测试 系 统的 电路 框 图如 图 ２所示 。该 系统 能测 量并 显示 出相 对湿度 、 Ｈ １
温度控 制技术 指标得 到 了大幅度 的提高 。 本课题 主要研 究 的是 一种基 于Ａ ８Ｓ 片机 系统 制作 的基 于Ｕ Ｂ Ｔ ９５ 单 １ Ｓ
接口的便携式温湿度记录仪 ， 以将采集到的温湿度数据实时地传输￣Ｐ ，Ｐ 机执行相应的操作和处理。 可 ｉＣ Ｃ Ｊ
ｌ 系 统描 述
器Ｓ Ｔ１，系统 总体框 图如 图 ｌ 示 。 Ｈ ５ 所 ＜ ＞
．
温湿度记录仪的硬件部分采用ＴＡ ８Ｓ １ ＂Ｔ ９ ５单片机 、Ｕ Ｂ ． Ｓ ２ 全速接 Ｅ芯片Ｐ ＩＳ Ｄ１和数字温湿度传感 ０ ｌ ＤＵ Ｂ ２
Ａ Ｔ 计 Ｂ 尊 ９ 乇 Ｓ Ｉ ５ Ｌ ｌ 一
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图 １ 温湿度 记录仪 硬件结 构框 图
系统总体分为下位单片机部分和上位Ｐ 机部分。 Ｃ 下位机部分 ， 主要 目标是开发单片机软硬件控制系统 ， 通过检测温室内温度和湿度 ，然后与单片机中存储的或者上位计算机发送 的设置参数相 比较 ， 判断后根据
关键词 ：单片机 ；采集 ；温湿度传感器 ；模糊解耦算法
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： １０ — ８ Ｘ２ ０ ）５ ０ １－ ４ ０ ７ ９４ （０ ８ — ０ ９ ０ ０
基于WDM驱动的体温计自动温度标定装置设计
标 定 操作 ， ２是 固件程 序 中 的主 要 文件 及其 功 能 描述 。 表
表 ２ 固 件 程序 中 的主 要 文 件 及 其 功 能 描 述
Ｋ ｍ Ｉ ｅ ｅｈ
定义 Ｋ ｍｅｈ中的 结构 变量 ， Ｊ ｅ ］ ｓ ｂ中断 标志 、 吐备请 求等
起 工 作 处 理 由 ＩＯ 管 理 器 发 出 的 ＩＰ 包 。 一 个 为 功 能 ／ Ｒ （ ｕ ｃ ｉ ） 动 程 序 ， 制 硬 件 按 照 Ｉ Ｐ包 的 指 示 完 成 规 定 的 Ｆｎ ｔｎ 驱 ｏ 控 Ｒ 动 作 。另 一个 驱 动 程 序 称 为 总 线 （ ｕ ） 动程 序 ， 责管 理 物 理 Ｂ ｓ驱 负 硬 件 与计 算 机 的 连 接 。 当一 个 Ｉ Ｐ到 达 时 ， Ｒ 由最 上 层 过 滤 器 驱动 程 序 进 入 然 后逐 层下 发供 每 一 层 的 驱 动程 序处 理 ， 后 再 逐 层 最 上 传 ， 还 给 ｌ Ｐ发起 者 。 返 Ｒ
的 架， ｏｓ 忐 ＿ Ｂ ； 框 在ｗ ｄｗ 平 卜 —毹 －
一
的驱动模式。 Ｍ是一 ： 卜 量 ＿ ＷＤ 竺 … 鲨 坐
ｒ
型 ，其 层 次 结 构 如 图 ７ 一
一
总线 芋 １ 驱动 ．
图 ７ ＷＤＭ 驱 动 程 序 模 型 的层 次 结构
其 中直 流 电机 的控 制 方 式 采 用 Ｈ 型 双 极性 可逆 Ｐ ＷＭ 控 制 系统
图 ５ Ｈ型 双 极 性 可 逆 Ｐ ＷＭ 控 制 电 路 图
罩一 盏 一
驱 动 程 序 模 式 。 它 为 Ｗ ｉ ｏ 操 作 系 统 的设 ｎ ｗｓ ｄ
【CN209280145U】一种红外体温计【专利】
附图说明 [0015] 图1为本实用新型的立体图；
3
CN 另一视角的立体图； [0017] 图3为本实用新型的使用状态图。
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具体实施方式 [0018] 下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。 [0019] 如图1-图3所示的一种红外体温计，包括壳体6和设于壳体6内的电路板（图中未示 出），壳体6上安装有温度检测装置和湿度检测装置，温度检测装置和湿度检测装置安装在 探测孔9内（如图2所示），还包括数据存储模块和数据处理模块（图中未示出），所述的数据 存储模块、数据处理模块集成在电路板上。数据存储模块内存储有穿衣指数数据，还包括信 息表达模块，根据温度检测装置和湿度检测装置检测的数据与数据存储模块内的数据进行 对比 ，数据处理模块对检测数据的处理并通过信息表达模块表达出穿衣指数信息。 [0020] 所述的信息表达模块为显示器1和/或语音播报模块。所述的语音播报模块为扬声 器（图中未示出）。 [0021] 在壳体6内安装有蓄电池（图中未示出），在壳体6表面安装有与外界连接的充电口 8。当电池电量不足需要充电的时候如图2所示，连接充电线7即可对温度计内的电池充电。 [0022] 所述的壳体6两端宽中间窄的结构。该结构设计外形美观，使用便捷。 [0023] 所述的显示器1安装在壳体6的一端面，温度检测装置安装在显示器1的相反的端 面。该设计是为了在检测的时候方便观察数据。 [0024] 温度测量按键5安装在壳体6的中间位置，且位于显示器1正放状态的上方。温度测 量按键位置的设置便于使用者单手操作，使用更加便捷，更加人性化设计。 [0025] 壳体6上位于安装显示器1的一端面设有额温按键2、确认按键4和静音按键3。静音 按键的设置防止打扰婴幼儿，提供一个较好的测量环境。 [0026] 本发明专利采用操作和读数界面方中带圆的设计，增大LED显示屏的面积以便于 读数，红外温度计可放置在室内测试温度、湿度，并以使用者设置数据信息提供的婴幼儿性 别、体质级别、健康状态等现状为依据，佐证数据库的穿衣信息依据为使用者家庭中的婴幼 儿提供较为详细的 双套穿衣方案 ，便于新生儿父母依据建议给婴幼儿选择合适的 衣服 ；为 保障红外温度计长期供电 ，采用USB接口的供应长期电量；无需考虑长时间使用带来的大量 的电量损耗问题，这款发明可连接充电 ，不使用碱性电池。静音键位于显示屏右下方，智能 红外温 度计出现语音播报的 数据的时候 ，能 够迅速找到按键使 用，减 少婴幼儿因异因造成 的哭闹现象 ；测量键位于红外温度计的收腰位置 ，采 用大拇指与食指/中指分开捏住红外额 温计使 用，特别是在婴幼儿哭闹需要一只手抱着一只手测体温的时候 ，增加使 用者的 用户 体验。 [0027] 本实施例中红外温度计特殊使用方法的婴幼儿专用的红外体温计，具体包括整机 和充电 配件。当红外温度计放置在室内打开时 ，可自 动先检测室内温度并在LED屏上显示 ， 以便于使用者能随时观测温度变化和穿衣建议给与婴幼儿贴心管护；依据婴幼儿使用红外 温度计的 环境 ，采 用大拇指与食指/中 指分开捏住红外额温计使 用更 加便于婴幼儿监护者 使用，特别是在婴幼儿哭闹需要一只手抱着一只手测体温的时候，配套的超大LED屏显示能 够更为清晰 读取显示屏的 数据 ，静音键位于显示屏右下方 ，智能红外温 度计出现语音播报 的数据�
基于虚拟仪器和USB的温度测量系统的研制
（ 四川理工学院计算 机学 院， Ｉ自贡 四Ｊ Ｉ ６３ ０ ） ４ ００
摘要 ： 中开发 了一 个基 于虚拟仪器的温度 测量 系统 。以 Ｄ Ｉ Ｂ ０单线数 字温度传 感器为基础 ， Ａ ８ Ｃ ０ １单片 文 Ｓ８ ２ 以 Ｔ９ ２５ 机 为核心构建 了下位机温度采集模块 ； Ｌｂ ＩＷ 为开发平 台， 计 了上位机控制软件 ； 以 ａ ＶＥ 设 上位机通过 Ｕ Ｂ接 口与下位机 Ｓ 通信 ； 实现 了对温度 的采 集、 分析 、 显示高， 精 抗干扰能 力强 ， 可
应 用 于许 多 温度 检 测 领 域 。
关键词 ： 虚拟仪器 ； 通用 串行总线； 单片机 ； 单线数字温度传感器 中图分类号 ：Ｐ ９ Ｔ ３１ 文献标识码 ： Ａ 文章编号：０ ２—１４ （０ ０ １ — ００～ ２ １０ ８ １ ２ １ ） １ ０ ３ ０
Ｔｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｓｅ ｓ ｄ ｏ Ｖｉｔ ａ ｎ ｔｕｍ ｅ ｎｄ ＵＳ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ Ｍ ａ ｕ ｅ ｎｔＳｙ ｔｍ Ｂａ ｅ ｎ ｒ ｕ ｌＩ ｓｒ ｎｔａ Ｂ
ｓ ，ｉ ｌｙａｄｓ ｒ ｅｃｐｂｌｉ ｅ ａ ｚｄｔｒ ｇ ｅｕ ｐｒ ｏ ｐ ｔ ｏ ｕ ｉ ｔ ｇｗｔ ｅｌ ｅ ｏ ｐ ｔ ｒｕ Ｓ ｉ ｄｓ ａ ｎ ｏａ ａａｉｔ ｓ ｒ ｒｌ ｅ ｏ ｈｔ ｐｅ ｍ ｕｅ ｃｍｍ ｎｃ ｉ ｉ ｔ ｗ ｒ ｍ ｕｅ ｔ ｏｇ Ｕ Ｂ ｓ ｐ ｔ ｇ ｉｅ ｗ ｅ ｅ ｉ ｈ ｕ ｈ ｃ ｒ ａｎ ｈｈ ｏ ｃ ｒ ｈ ｈ
一种带有USB接口的温度监控器[实用新型专利]
![一种带有USB接口的温度监控器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/191b4556f121dd36a22d822c.png)
专利名称：一种带有USB接口的温度监控器专利类型：实用新型专利
发明人：张幸国,洪东升
申请号：CN201320131828.1
申请日：20130322
公开号：CN203177979U
公开日：
20130904
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种带有USB接口的温度监控器，包括外壳，在外壳内安装有通过数据线依次相连的温度采集器、微处理器、数据存储器和USB接口，微处理器通过导线与电源相连，所述的温度采集器的温度采集端口和USB接口的USB插头部位均置于外壳的外部。
本实用新型的有益效果：本实用新型结构简单、使用方便，采用本实用新型所述的温度监控器进行温度监控后，直接将USB插头插入电脑中，即可读取药品运送过程中的温度值，能有效的避免因为手工记录而造成的差错。
申请人：浙江大学
地址：310006 浙江省杭州市上城区庆春路79号
国籍：CN
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基于新测温原理的快速预测型温度计[发明专利]
![基于新测温原理的快速预测型温度计[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/682be53926fff705cc170af4.png)
专利名称：基于新测温原理的快速预测型温度计专利类型：发明专利
发明人：张云鹗,张智华
申请号：CN01100013.9
申请日：20010103
公开号：CN1308225A
公开日：
20010815
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种基于新测温原理的快速预测型温度计。
含有温度传感器,高输入阻抗、低噪声、低漂移的放大器,AD转换器,单片计算机和数码显示器的低价位和性能稳定的测温装置。
它不依据热平衡原理,而从传热方程中导出的包含了传热系统中各个热参数的升温曲线上取出的温度检测值、以及和该温度值对应的导数值,快速地外推出待测物表面深处温度的预测型普适型温度计。
可用于快速测出物体的表面温度和温度分布,某温度系统的短期温变预测,也可以用于要求无震荡温控系统的温度控制过程。
申请人：张智华
地址：100050 北京市宣武区西经路2号206室
国籍：CN
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基于USB的温度PID控制系统概要
电气接口 USB芯片D12
控制器 （单片机）
开始
单片机固件编程
初始化
难点： 枚举过程 主循环
主循环
小电炉
中断处理 函数
Y
收到中断请求
N
温度测量
控 制 信 号
令牌包 USB主机 （PC机） 电气接口 USB芯片D12
中断请求 控制器 （单片机）
主机检测到 设备
USB总线枚举过程
Sync SETUP ADDR ENDP CRC5 _0000001 0xB4 0x00 0x0 0x08 Sync
00000001
从地址 0读取 设备描述符
ACK 0x4B
向默认地址发送Setup包 分配 新地址 设备应答 主 机 请求读取数据 返回设备描述符 主机应答 设 备
从新地址读取 设备描述符
读取 配置描述符
读取 其它描述符
设置配置
设备 正常使用
检测到USB设备
上位机模块
1. 功能和工作流程 2. LabVIEW编程特点 3. 使用NI-VISA控制USB设备
枚举、配置
启动数据传输
获取数据包
N
存储、显示数据
停止采集
Y
关闭USB设备
前面板
框图程序
小结
• 课程知识：C语言、微机原理、数值计 算方法、电工电子学、控制工程基础、 过程装备控制技术 • 课余知识：电路设计、单片机编程、 USB协议规范、虚拟仪器与LabVIEW 编程 • 深入理解，综合运用
谢谢！
基于USB的 温度PID控制系统
PID温度控制模块
增量式 数字PID算法 PWM 脉冲宽度调 制 电压U 热量Q 干 扰 作 用
设定温度
基于USB接口的便携式温湿度记录仪的设计
基于USB接口的便携式温湿度记录仪的设计
秦月;刘斌
【期刊名称】《齐齐哈尔大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(024)005
【摘要】以AT89S51单片机为核心.数据采集使用SHT15温湿度传感器,用USB 全速接口芯片PDIUSBD12实现单片机与PC机之间的通信.采用模糊解耦算法能够有效的解决温度和湿度的耦合问题.
【总页数】4页(P19-22)
【作者】秦月;刘斌
【作者单位】齐齐哈尔大学通信与电子工程学院,黑龙江,齐齐哈尔,161006;大庆石油公司炼油厂人事处,黑龙江,大庆,163711
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
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4.基于STM32的便携式海量温湿度记录仪设计 [J], 罗超;景林;易金聪
5.基于USB接口的便携式温度记录仪的相关探讨 [J], 刘君
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中州大学工程技术学院毕业设计（论文）设计题目：基于USB的数字温度计设计院系：工程技术学院专业：应用电子技术专业班级：2009级(1)班姓名：张元增学号： 200925110111 指导教师：刘喜峰2012年4月1日摘要在生产与生活中的很多领域都要用到温度测量，传统的玻璃水银式与机械指针式温度计都存在读数不直观的缺点，而数字温度计兼有显示直观与测量准确等优点。
本文以STC89C51单片机为核心、DS18B20温度传感器为测温元件、 LCD1602液晶为显示器件，设计并制作了一个数字温度计。
实验结果表明，该数字温度计测量范围为0℃～100℃，测量精度达±0.5℃。
该数字温度计具有成本低、体积小、响应速度快、界面友好等优点，可广泛用于多种测温场合。
关键词：数字温度计温度测量 DS18B20 LCD1602AbstractThere are various fields of temperature measurement application in production and living. Traditional glass-mercury and mechanical-pointer type thermometers both have defaults of reading obscurely. Yet, digital thermometers have advantages of reading intuitively and measuring accurately. In this paper, the design and fabrication of a digital thermometer is illustrated, which uses STC89C51 microcontroller unit as controlling kernel, DS18B20 temperature sensor as measuring element, and LCD1602 liquid crystal displayer as displaying device. The experiment results shows that the temperature measurement range is 0℃～100℃, and the temperature measurement accuracy is ±0.5℃. In summary, this digital thermometer has advantages of low cost, small volume, fast response, friendly interface, etc. And it can be extensively used in lots of field for temperature measurement.Keywords：Digital Thermometer Temperature Measurement DS18B20 LCD1602目录摘要........................................................................................................................... - 2 -ABSTRACT (3)目录 (4)1 引言 (1)2 单片机概述 (2)（1）基本定义 (2)3 设计要求与系统方案 (2)3.1设计要求 (2)3.2系统方案 (3)4 硬件设计 (3)4.1单片机选型 (3)4.2温度测量电路设计 (4)4.3LCD液晶显示电路设计 (10)4.3.2LCD具体电路 (13)5软件设计 (13)5.1流程图设计 (13)5.2驱动源程序设计 (14)6 实现结果 (24)6.1PROTEUS仿真软件简介 (24)6.2仿真结果 (25)6.3实际结果 (26)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 引言温度测量作为一项基本单元技术，广泛应用于机械仪表、制造流程、农牧食品、医疗保健以及家居生活等众多领域。
尽管温度测量的方法多种多样，但常用的温度计可归结为玻璃水银型、机械指针型与数字显示型等三大类。
玻璃水银型温度计能够做到高精度与高可靠性，但存在容易破碎、读数不直观的缺点；机械指针型温度计的坚固耐用性与读数直观性都比水银温度计增强很多，但存在精度较差、读数仍然不够直观的缺点；数字温度计不仅显示直观，而且也能够达到较高的精度与可靠度，并具有体积小、造型美观的优点。
随着微电子技术的发展，基于单片机、温度传感器与液晶显示器的数字温度计性价比不断提高，将会在生产与生活中得到越来越多的应用。
随着现代工业生产和科学研究对温度数据采集的要求日益提高，传输速度、纠错能力和操作安装的简易性是人们在使用温度采集系统的过程中关注的目标，而数据通信技术则成为其中的关键技术。
任何一种数据通讯技术都离不开接口，温度采集系统采用何种接口进行通信是影响系统整体效率的重要因素之一。
基于USB接口的温度传感器，就是利用USB 接口实现单片机技术的温度传感器与PC机之间通信的温度采集系统，以提高温度采集的准确度于精度。
实现低成本、高可靠性、告诉的温度数据采集和传输。
近年来，随着集成电路以及芯片制造技术的不断发展，不同的USB通信芯片不断涌现，目前典型的USB通信芯片有CH375、PDIUSBD12、STC89C51等，这些器件的特点是功能较为强大，但价格较高，很难在中低价位的产品开发中使用。
而USB技术则是利用高性能的8位RISC架构的AVR单片机的IO口来模拟USB的通信端口，并由软件来实现USB通信协议，以将普通的AVR单片机模拟成一个USB低速设备，从而实现AVR单片机与计算机之间的通信和控制。
尽管这种方式只能实现低速传输，但对常用数据量不是十分巨大的系统而言，它已经足够使用了，且其速度远远高于传统的串口传输速度，因而在产品开发中具有广阔的应用前景。
本课题而是采用STC89C51单片机作为控制核心，以DS18B20温度传感器作为测温元件，用LCD1602液晶屏作为显示器件，设计并实现了一个数字温度计。
2 单片机概述（1）基本定义所谓单片机，就是把中央处理器CPU（Central Processing Unit）、存储器（Memory）、定时器、I/0（Input/Output）接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
（2）单片机的特点①小巧灵活，成本低，易于产品化，很高的性价比。
②集成度高，有很高的可靠性，能在恶劣环境下工作。
③控制功能强，特别是集成了功能接口电路，使用更方便有效。
④低功耗，低电压，便于生产便携式产品。
（3）单片机的应用单片机的应用范围很广，比如智能仪器仪表、工业自动化、消费类电子产品、终端及外部设备控制、通讯、武器装备等。
3 设计要求与系统方案3.1设计要求该数字温度计要求达到以下性能：（1）测温范围为0℃～100℃；（2）测温精度为±0.5℃；（3）用LCD1602液晶显示温度值。
3.2系统方案图 1 数字温度计系统方案数字温度计系统方案设计如图1所示。
该系统以单片机为核心控制器件，外围电路主要包括测温电路和显示电路，系统结构简单可靠。
该系统的工作过程如下：首先，通过测温电路将采集到的温度信号转换成与温度值成正比的串行数字信号；然后，将该数字信号送入单片机处理；最后，由单片机将处理结果输出，驱动显示电路显示当前的温度值。
4 硬件设计4.1单片机选型单片机种类繁多，在使用时要根据系统功能要求、设计任务的复杂程度进行合理选择，才能达到设计要求和最大的性价比。
本设计处理的温度信号变化缓慢，所以对单片机的处理速度要求不高。
另外，该设计功能简单，程序代码较短，因此对单片机的程序存储器容量要求不高，且只需要两个并口就能满足系统的设计需要。
考虑到上述系统功能需求以及经济成本，本设计选用STC89C51单片机。
STC89C51单片机是宏晶公司生产的低功耗、高性能8位单片机，片内含4KB 的Flash程序存储器和512B的数据存储器，兼容标准MCS-51指令系统及引脚。
另外，STC89C51单片机支持ISP(在系统编程)技术，程序烧录方便，且性能稳定、性价比高，可灵活运用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。
4.2温度测量电路设计4.2.1温度传感器简介传感器是将非电量信息转换成与之有确定对应关系的电量信息的电子元件，是感知、获取与检测信息的窗口。
众多的科学实验和生产实践中都需要使用传感器，特别是自动检测和自动控制系统要获取的信息，都要通过传感器转换为容易传输与处理的电信号。
传感器一般有：温度传感器，光敏传感器，声敏传感器，气敏传感器，压力传感器、磁敏传感器、角速度传感器和位移传感器等等。
本次设计根据电路性能的选择以及实际设计的需要使用DS18B20。
DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的有体积小、低功耗、性能好、抗干扰能力强、接口电路简单等优点。
DS18B20实物如图 2所示。
（1） DS18B20主要性能由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能图2 DS18B20实物图温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。
它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点，而且兼具如下几个性能：①与微处理器双向通信时只需要一条口线。
②不需要外围元件。
③可通过电脑的USB口供电。
④测温范围达到一55～＋125℃，固有测温分辨率为0.5℃。
⑤可实现9～12位的数字读数方式。
可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃﹑0.25℃﹑0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。
⑥可实现多点测温，DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上。
⑦适应电压范围3.0―5.5 V，在寄生电源方式下可由数据线供电。
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，具有极强的抗干扰纠错能力。
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。
（2）DS18B20引脚结构DS18B20有两种封装，一种是最常用的TO-92直插式，另一种是SOIC贴片式，封装引脚见图3。
（a）TO-92（DS18B20） (b)SOIC（DS18B20）图3 DS18B20引脚封装图DS18B20各引脚功能如下所示：① GND：电源地② DQ：数字信号输入／输出端：外接供电电源输入端③ VDD④ NC：悬空（2） DS18B20工作时序及过程由于采用单总线数据传输方式，DS18B20的数据输入/输出均由同一条线完成。