温度传感器实验设计概要

成都理工大学工程

技术学院

单片机课程设计报告

数字温度计设计

摘要

在这个信息化高速发展的时代，单片机作为一种最经典的微控制器，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，作为自动化专业的学生，我们学习了单片机，就应该把它熟练应用到生活之中来。本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。本文设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。

关键词：单片机，数字控制，数码管显示，温度计，DS18B20，AT89S52。

目录

1概述 (4)

1.1设计目的 (4)

1.2设计原理 (4)

1.3设计难点 (4)

2 系统总体方案及硬件设计...................................................... 错误！未定义书签。

2.1数字温度计设计方案论证 (4)

2.2.1 主控制器 (5)

2.4 系统整体硬件电路设计 (7)

3系统软件设计 (8)

3.1初始化程序 (8)

3.2读出温度子程序 (9)

3.3读、写时序子程序 (10)

3.4 温度处理子程序 (11)

3.5 显示程序 (12)

4 Proteus软件仿真 (13)

5硬件实物 (14)

6课程设计体会 (15)

附录1： (14)

附录2: (21)

1概述

1.1设计目的

随着人们生活水平的不断提高,单片机控制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，但人们对它的要求越来越高，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数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本设计所介绍的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，可广泛用于食品库、冷库、粮库、温室大棚等需要控制温度的地方。目前,该产品已在温控系统中得到广泛的应用。

1.2设计原理

本系统是一个基于单片机AT89S52的数字温度计的设计，用来测量环境温度，测量范围为-50℃—110℃度。整个设计系统分为4部分：单片机控制、温度传感器、数码显示以及键盘控制电路。整个设计是以AT89S52为核心，通过数字温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集和A/D转换，同时因其输出为数字形式，且为串行输出，这就方便了单片机进行数据处理，但同时也对编程提出了更高的要求。单片机把采集到的温度进行相应的转换后，使之能够方便地在数码管上输出。LED采用三位一体共阳的数码管。

1.3设计难点此设计的重点在于编程，程序要实现温度的采集、转换、显示和上下限温度报警，其外围电路所用器件较少，相对简单，实现容易。

2 系统总体方案及硬件设计

2.1数字温度计设计方案论证

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，感温电路比较麻烦。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，就可以满足设计要求。

2.2总体设计框图

温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，用3位共阴LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

图1 总体设计框图

2.2.1 主控制器

单片机AT89S52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，适合便携手持式产品的设计使用。

AT89S52单片机芯片具有以下特性：

1）指令集合芯片引脚与Intel公司的8052兼容；

2）4KB片内在系统可编程FLASH程序存储器；

3）时钟频率为0~33MHZ；

4）128字节片内随机读写存储器（RAM）；

5）6个中断源，2级优先级；

6）2个16位定时/记数器；

7）全双工串行通信接口；

8）监视定时器；

9）两个数据指针；

2.2.2 显示电路

2.2.3温度传感器

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司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，它能直接读出被测温度，并且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.全数字温度转换及输出。

2.先进的单总线数据通信。

3.最高12为\位分辨率，精度可达±0.5摄氏度。

4.12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。

5.可选择寄生工作方式。

6.检测温度范围为+55℃~+125℃（-67℉~+257℉）。

7.内置EEPROM，限温报警功能。

8.64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机链接。

9.多样封装形式，便于不同硬件系统。

若要读出当前的温度数据我们需要执行两次工作周期，第一个周期为复位、跳过ROM 指令、执行温度转换存储器操作指令、等待500uS 温度转换时间。紧接着执行第二个周期为复位、跳过ROM指令、执行读RAM 的存储器操作指令、读数据