基于DS18B20的lcd1602的温度检测系统

1.1、来源

在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。温度无时无刻不在，同样也时时刻刻都在变化，为了让人们能更直观的看出此时此刻此地的实时温度，我就利用了单片机来完成这一功能。

1.2、意义

温度的检测与控制在现代经济与社会中有举足轻重的地位，与我们的生活息息相关，密不可分，越发占有一席之地。例如在储粮仓库、智能楼宇、空调控制及其他的工农业生产和科学研究中应用广泛。在温度的检测与控制方面，DS18B20小型温度检测系统及其数字温度传感器有许多突出的优点，其通过单总线与单片机连接，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检测，因此对于我们来设计并研究基于DS18B20的温度检测系统有主要的现实意义，从一方面讲这不仅对于工农业的发展，更对于国防的巩固与建设起到重要的作用；另一方面，本设计能够在一定程度上提高自己的单片机开发能力。

1.3、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。

（2）更进一步了解LCD1602的应用。

（3）掌握单片机与PC的远程通信。

2、课题承担人员及分工说明

*********：（1）主要负责电路板的制作、焊接与调试。

（2）电路的仿真。

（3）温度主要程序的编写与调试。

**********：（1）Protel画板，材料的收集。

（2）串口的调试与程序编写。

（3）VB界面的设计和上位机程序的编写。

二、课题总体设计说明

1、说明总体开发计划和课题所达到的功能目标和技术指标

1.1、总体开发计划

1.1.1、基本功能

（1）以数字传感器DS1820作为前端采集温度，经过单片机处理后，将外部的温度显示在液晶屏上。

（2）可用通过独立式按键来设定温度的上限值和下限值，当坏境温度超过上限值或低于下限值时蜂鸣器会自动报警，并在液晶屏上提示温度大于上限值或温度小于下限值。

（3）当单片机检测到DS18B20存在时会在在LCD1602上显示“DS18B20 Succes”，反之则显示“DS18B20 is Wrong，TEMP is No on”。

1.1.2、扩展功能

以数字传感器DS1820作为前端采集温度，经过单片机处理后，再通过串口通信，把实

时温度值、上限值和下限值显示在用VB语言编辑的计算机软件的界面上并显示出实时温度的变化曲线，当实时温度超过所设定的上限值和下限值时会在用VB语言编辑的计算机软件的界面上提示当前温度超过上限值或下限值，模拟实现设备与计算机的通信，通过计算机对设备的温度检测以及实时监控。

1.2、课题所达到的功能目标和技术指标

（1）能在LCD1602上准确的显示出实时温度；

（2）独立式按键能设置报警温度的上限值、下限值和查看所设定的上限值、下限值；

（3）当温度大于上限值或低于下限值时蜂鸣器会报警；

（4）通过串口和PC机连接，能够把实时温度值、上限值和下限值显示在用VB语言编辑的计算机软件的界面上并显示出实时温度的变化曲线，当实时温度超过所设定的上限值和下限值时会在用VB语言编辑的计算机软件的界面上提示当前温度超过上限值或下限值。

总之，课题所达到的功能和技术指标与前期计划的一样。

2、计划课题总体设计方案，比较几个备选方案，确定最终方案

（1）本系统的温度检测有两套方案

方案一：采用AD590，使用AD590作为温度传感器，需要进行电流电压变换，电压放大以及A/D转换。

方案二：采用DS18B20作为温度传感器进行温度测量。DS18B20可以满足从-55摄氏度到+125摄氏度测量范围，在一秒内把温度转化成数字，测得的温度值的存储在两个八位的RAM中，单片机直接从中读出数据转换成十进制就是温度，使用方便。另外采用外加电源供电对DS18B20的VDD引脚供电。它的好处是无须MOSFET，而且在温度转换期间总线可自由搭载其它器件。它试用于对性能要求不高，成本严格控制的应用，是经济型产品。它具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小和使用方便等优点，得到广泛应用。

因为AD590需要模拟转数字电路，精确度低，测温点数少对线阻有要求，电路繁多，成本也较高，故本系统采用方案二。

（2）本系统的显示有两套方案

方案一：数码管显示

方案二：液晶显示采用1602字符型LCD，它是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD。其有显示质量高、数字接口、功耗低、体积小等优点。

因为数码管只能显示数字和简单的字母，LCD可以显示字符，图形等，并能更形象的体现出字符与图像。故本系统采用方案二。

（3）按键的选择

方案一：行列式按键

方案二：独立式按键

独立式按键电路配置灵活，硬件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线。在按键数量较多时，I/O口浪费较大。故只在按键数量不多时，采用这种按键。因为本系统只用到4个按键且I/O口够用，所以采用方案二。

（4）单片机的选择

本系统采用了51单片机，其体积小巧，携带方便，价格便宜。且USB接口通讯及供电，通讯速度快，无须外接电源。 51单片机有一个全双工的串通信口，非常适合与电脑进行通信。

三、硬件设计说明

1、硬件总体设计方案

1.1、硬件设计目标

本系统中通过温度传感器DS18B20的数据线DQ与主控芯片51单片机的P3.3相连接，DS18B20将采集到的数据送给单片机，经过单片机出来后，显示在8位数据线与单片机P0口的液晶LCD上。蜂鸣器经过三极管9012的驱动后接到单片机的P3.7，来实现当实时温度大于下限或高于上限的报警。4个按键K1~K4接到单片机的P1.0~P1.4，来实现对上限值和下限值的查看与设定。串口经过MAX232的电平转换后R1 OUT和T1 IN接到单片机的

RXD与TXD来实现与用VB语言编辑的计算机软件的界面间的通信。液晶LCD的RS、—W/R、

E分别接到单片机的P2.0~P2.2来实现单片机控制液晶的读写命令和数据的控制。

1.2、硬件功能模块划分

（1）AT89S51：实现对整个系统的控制。

（2）DS18B20、LCD1602：温度传感器DS18B20的数据线DQ与主控芯片51单片机的P3.3相连接，DS18B20将采集到的数据送给单片机，经过单片机处理后，显示在8位数据线与单片机P0口的液晶LCD上。

（3）按键输入：对报警温度上限值TH和下限值TL的设置。

（4）串口通信：实现与与用VB语言编辑的计算机软件的界面间的通信。

1.3、主控芯片和关键元器件的选型、接口和连接方式定义

1.3.1、主控芯片和关键元器件的选型

（1）主控芯片：A T89S51

（2）温度采集：DS18B20

（3）按键：独立式按键（K1~K4）