基于温度传感器的温度计设计
基于数字温度传感器DS18B20的测温设计
基于数字温度传感器DS18B20的测温设计一．功能要求1．三位数码管显示温度值，保留小数点后一位。
2．温度超过50摄氏度，红灯亮，低于50摄氏度，绿灯亮。
二．方案论证在日常生活及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，在转化成对应的温度，需要比较多的外部硬件电路支持，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°C~125°C，最大分辨率可达0.0625°C。
DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用3线制与单片机相连，减少了外部电路，具有低成本和易使用的特点。
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（P89C51）、测温电路（DS18B20）、显示电路(四数码管及其驱动电路)和温度值高低报警电路（两红绿二极管）。
三．系统硬件电路的设计3.1 PHILIPS P89C51RD2HBP3.1.1 P89C51概述：P89C51采用高性能的静态80C51采用了静态设计可提供很宽的操作频率范围频率可降至0,可实现两个由软件选择的节电模式空闲模式和掉电模式空闲模式冻结CPU,但RAM 定时器串口和中断系统仍然工作掉电模式保存RAM 的内容但是冻结振荡器导致所有其它的片内功能停止工作由于设计是静态的,时钟可停止而不会丢失用户数据运行可从时钟停止处恢复,分别包含128 字节和256 字节RAM 32 条I/O 口线3 个16 位定时/计数器6 输入4 优先级嵌套中断结构1 个串行I/O 口可用于多机通信I/O 扩展或全双工UART以及片内振荡器和时钟电路,设计由先进CMOS 工艺制造并带有非易失性Flash 程序存储器全部支持12 时钟和6 时钟操作.3.1.2 P89C51特性:采用80C51 核心处理单元，含4k 字节FLASH，128字节RAM,布尔处理器，全静态操作，12 时钟操作可选6 个时钟通过软件或并行编程器,存储器寻址范围64K 字节ROM 和64K 字节RAM,电源控制模式:时钟可停止和恢复，空闲模式，掉电模式两个工作频率范围：6时钟模式时为0~20MHz，12时钟模式时为0~33MHz其他：扩展温度范围，双数据指针，3 个加密位，4 个中断优先级，6 个中断源，4 个8 位I/O 口，全双工增强型UART，帧数据错误检测，自动地址识别，3 个16 位定时/计数器T0 T1 标准80C51 和增加的T2 捕获和比较，可编程时钟输出，异步端口复位，低EMI (禁止ALE 以及6 时钟模式)，掉电模式可通过外部中断唤醒3.1.3 P89C51管脚图（见图3-1）图3-13.2 数字温度传感器DS18B203.2.1 DS18B20的主要特性：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、独特的单线接口方式，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的双向通讯；3、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，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的集成电路内；5、温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；6、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；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。
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。
基于数字温度传感器的数字温度计
目录一、设计任务和要求1.1 基本功能1.2 课程设计的内容1.3 课程设计的要求和指标二、总体电路设计2.1 总体电路的设计2.2 芯片DS18B20的说明2.3 液晶显示器1602LCD的说明2.4 电路的说明三、系统程序的设计四、总结4.1 实验过程遇到的问题4.2 实物效果图五、实物效果图1、设计任务与要求1.1基本功能●该课程设计基本思路是基于单片机AT89C52和1602LCD与DS18B20，使得期间可以测得周围环境的温度并在LCD上显示出该温度值，在自主设计的系统中，如果该温度超出设定的范围，就会引起蜂鸣器的发声来通知工作人员。
●在这一课题中，可以利用K1、K2、K3三个已设置功能的开关，在K1按下的情况下可以对温度范围进行调整，按一下K2使得温度的上限增加一摄氏度，按一下K3能使温度下限减少一摄氏度。
1.2课程设计的内容主要采用AT89C52芯片来制造一个用来测试环境温度的仪器。
1）编写程序并调试好的程序固化到单片机中。
2）设计并绘制硬件电路图。
3）绘制PCB板图（条件许可的话可进行PCB板的制造）并焊好元器件。
4）连接好并检查，使其能实现预定的功能。
1.3 课程设计的要求与指标1）控制模块为AT89C52，完成设计要简单。
2）利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在1602LCD上显示相应的温度值。
3）其温度测量范围为−55℃～125℃，精确到0.5℃。
4) 用蜂鸣器设置警告音。
2、总体电路设计2.1LCD与AT89C52的连接，（如图一所示）将LCD的D0~D7引脚分别与单片机的P0.1~P0.7相连，使LCD能接受来自单片机的信号。
图一2.2芯片DS18B20的说明美国Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820 是世界上第一片支持 "一线总线"接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。
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。
基于温度传感器的数字温度计.
华东交通大学电子测量传感器设计报告报告题目：基于温度传感器的数字温度计作者姓名：专业班级：学号：指导老师：时间：2013~2014学年第一学期摘要温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同, 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。
这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。
传统的继电器调温电路简单实用,但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。
控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。
采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。
数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。
由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。
更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。
本文主要介绍了一个基于89C51单片机和DS18B20的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对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,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量。
关键词：AT89C51单片机、温度传感器DS18B20AbstractTemperature control system is widely applied in various fields of social life, such as household appliances, automobiles, materials, power electronics, the commonly usedcontrol circuit according to the applications and the required performance indicators is different, in the industrial enterprise, how to improve the performance of the temperature control object has been control personnel and the on-site technical personnel to solve the problem. This kind of control object inertia big, serious lag phenomenon, there are many uncertain factors, it is difficult to establish accurate mathematical model, which can lead to poor performance control system, and even control instability, out of control phenomenon. The traditional relay thermal control circuit is simple and practical, but because the relay action is frequent, it may affect by bad contact of the normal work. Control field is a large number of traditional PID control method, but model of PID control object is difficult to establish, and when the disturbance factors is not clear, inconvenient parameter adjustment is still a common problem.With digital temperature sensor DS18B20, because of its internal integration A/D converter, make the circuit structure more simple, and reduce the precision of temperature measurement conversion loss, make more accurate temperature measurement. Digital temperature sensor DS18B20 a pin can only communicate with MCU, greatly reducing the wiring trouble, this is more extensibility. Due to the miniaturization of DS18B20 chips, more can and main circuit can jump through single cable connection, therefore, can make digital temperature sensor DS18B20 a probe, into a narrow place, increases the practicability. Better combination of multiple digital temperature sensor DS18B20 is used to detect the range of temperature.This paper mainly introduces a temperature measurement system based on 89 c51 MCU and DS18b20, describes in detail using digital temperature sensor DS18b20 temperature measurement and control system in the development process, focusing on sensor under the single chip microcomputer hardware connection, software programming and the flow diagram of each module system has carried on the detailed analysis, the system can easily realize temperature acquisition and display, and can use either set the upper and lower alarm temperature, suitable for our daily life and temperature measurement in industrial and agricultural production.[Keywords] STC89C52 microcontroller、DS18B20目录摘要 (1)一、工作原理 (4)二、设计方案 (4)三、单片机 (5)四、温度传感器 (7)五、显示模块和报警模块 (8)1、报警模块 (8)2、温度显示模块 (9)六、C语言程序和注解 (9)七、仿真图 (15)1、整体仿真图 (16)2、各仿真模块 (17)八、总结 (17)九、参考文献 (18)一、工作原理采用数字温度芯片DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。
基于DS18B20温度传感器的温度计设计
基于DS18B20温度传感器的温度计设计摘要：以DS18B20温度传感器，4位7段数码管和AT89C52RC微控制器为主要部分实现数字温度计的设计，利用DS18B20本身具有的模数转换功能和暂时存储功能将模拟量——气温转换为微控制器可处理的数字量，并使用AT89C52RC的输入输出及定时器中断功能通过DS18B20的单线连接结构与DS18B20进行信息传输，读取温度值并用数码管显示出来。
1.设计选题的目的、意义通过数字温度计的设计进一步熟悉单片机微控制器及相关数字/模拟电路的原理和功能，熟悉单片机的程序设计，学会传感器的使用和相关文献的查找及学习。
2.硬件电路设计硬件部分主要包括微控制器、温度传感器模块和数码管显示模块三部分。
2.1 微控制器主要功能电路如下图，包括电源，接地，复位电路，时钟脉冲电路（11.0592MHz）。
2.2 温度传感器模块如下图，使用外部电源，可以减少程序复杂程度。
DS18B20特性：●独特的单线接口仅需一个端口进行通讯●简单的多点分布应用●无需外部器件●可通过数据线供电●零待机功耗●测温范围-55~+125℃●温度以12位数字量读出●温度数字量转换时间750ms（12位）●用户可定义的非易失性温度警报设置●报警搜索命令识别并超过程序限定温度（温度报警条件）的器件●应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统2.3 数码管显示模块如上图，由两片SN74HC573N八路透明锁存器分别控制共阳极数码管位和段的锁存，实现只用MCU的一组I/O口分别控制数码管位和段的选通。
3.软件电路设计软件同样包括三个部分：传感器控制，显示控制，主程序。
3.1 温度传感器控制A．DS18B20内部存储读写与控制原理右图是DS18B20内部9字节的暂存器的结构，向其传送读取命令后，暂存器会依次将9个字节的数据通过单线送出，每个字节都是低位在先。
在本课题，只需0字节和1字节，也就是温度LSB（低8位）和温度MSB（高8位）中的数据。
基于DS18B20的数字温度计设计2
基于DS18B20的数字温度计设计摘要随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测与显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低，需要外加信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。
与传统的温度计相比，这次设计的是基于DS18B20的数字温度计，它具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。
在本设计中选用AT89C51型单片机作为主控制器件，采用DS18B20数字温度传感器作为测温元件，通过4位共阳极LED数码显示管并行传送数据，实现温度显示。
本设计的内容主要分为两部分，一是对系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计，应用C语言实现温度的采集与显示。
通过DS18B20直接读取被测温度值，送入单片机进行数据处理，之后进行输出显示，最终完成了数字温度计的总体设计。
其系统构成简单，信号采集效果好，数据处理速度快，便于实际检测使用。
关键词：单片机AT89C51；温度传感器DS18B20；LED数码管；数字温度计目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................................................................... 错误！未定义书签。
第一章绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2课题来源 (2)1.3课题内容及要求 (2)第二章基于DS18B20数字温度计设计的可行性分析 (4)2.1数字温度计设计方案论证 (4)2.1.1方案一 (4)2.1.2方案二 (4)2.2单线技术 (4)第三章系统的硬件选择及设计 (6)3.1核心处理器的设计 (6)3.1.1 AT89C51的简介 (6)3.1.2复位电路的设计 (9)3.1.3晶振电路的设计 (10)3.2温度采集电路的设计 (10)3.2.1 DS18B20的简介 (11)3.2.2 DS18B20内部结构 (13)3.2.3 DS18B20测温原理 (17)3.2.4 温度采集电路 (18)3.3温度显示电路的设计 (18)3.3.1 LED数码管的操作 (18)3.3.2温度显示电路 (20)第四章系统的软件设计 (21)4.1概述 (21)4.2DS18B20的单线协议和命令 (21)4.2.1初始化 (21)4.2.2 ROM操作命令 (21)4.2.3内存操作命令 (22)4.2.4数据处理 (23)4.3温度采集程序的设计 (25)4.3.1程序流程图 (25)4.3.2采集程序 (26)4.4温度显示程序的设计 (31)4.4.1程序流程图 (31)4.4.2显示程序 (31)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录A (36)附录B ............................................................................................................... 错误！未定义书签。
基于数字温度传感器的数字温度计
黄河科技学院《单片机应用技术》课程设计题目：基于数字温度传感器的数字温度计*名：**院（系）：工学院专业班级：学号：指导教师：黄河科技学院课程设计任务书工学院机械系机械设计制造及其自动化专业S13 级 1 班学号1303050025 姓名时鹏指导教师朱煜钰题目:基于数字温度传感器的数字温度计设计课程:单片机应用技术课程设计课程设计时间2014年10月27 日至2014年11 月10 日共2 周课程设计工作内容与基本要求(设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页）课程设计任务书及摘要一、课程设计题目：基于数字温度传感器的数字温度计二、课程设计要求利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。
利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。
其温度测量范围为-55℃~125℃，精确到0.5℃。
数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片机AT89C51，温度传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据，实现温度显示。
三、课程设计摘要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。
四、关键字：单片机温度测量DS18B20 数字温度传感器AT89C51目录绪论 (3)1.原理介绍 (4)1.1总体设计方案 (4)1.2主控制部分 (4)1.3总体设计框图 (4)2.硬件电路 (5)2.1 硬件电路预览 (5)2.2 DS18B20介绍 (5)2.3 AT89C51介绍 (8)2.4 数码管介绍 (10)3.程序设计 (11)3.1 程序流程图 (11)3.2 程序清单 (12)4.仿真效果图 (16)5.结论与总结 (18)绪论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一是不可否定的，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，腰围现代人工作、科研、生活提供更好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。
基于AD590温度检测的温度传感器设计
基于AD590温度检测的温度传感器设计摘要：为了对温度数据进行采集，设计了一种基于AD590温度检测的温度传感器，实际测试表明，该传感器采集精度高，采样实时性强，可靠运用于某检测设备的温度数据采集。
关键词：温度检测；采集；传感器；AD5900引言AD590温度传感器的应用范围很广，它不仅广泛应用于日常生活中，而且也大量应用于自动化和过程检测控制系统。
测温范围为-55℃～+150℃，具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点，为了能实现某检测设备采集温度数据，本文提出了利用AD590温度检测的温度传感器设计。
基于以上要求，本文主要研究了怎样通过AD590设计温度传感器。
主要包括硬件设计、外形结构设计、软件的实现及测试。
1硬件设计1.1 调零电路在设计测温电路时，首先应将AD590电流转换成电压，由于AD590为电流输出元件，输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，它的温度每升高1K，电流就增加1μA。
为转换成电压，当AD590的电流通过一个10kΩ的电阻时，这个电阻上的压降为10mV，就转换成电压UR4为（2.73+T）×0.01V（T温度，摄氏度），采用电压跟随器形式输出V1（V1=UR4），以增加信号的输入阻抗。
当单电源工作时，为避免输出产生负电压，其参考电压VREF取为2.53V,该电压决定输出零点，通过调整电位器RP1，来调整零点，考虑供电电压不稳，采用TL431稳定参考电压。
图1 调零电路图1.2测温电路为了调节放大系数，同时有助于消除R7、R8、R9阻值与传感器输出精度带来的误差，在电路中增加了电阻器RP2，如图2。
根据电路得计算公式Vo=（V1-VREF）×[（R7+R8+R9+RP2）/（R8+RP2）]，理论上Vo=3（V1- VREF），取VREF为2.53V，得温度测量值为：T=Vo/0.03-20 （℃）。
基于DS18B20温度计设计
目录1设计内容及基本要求 (1)2设计方案及论证 (1)3设计原理及电路图 (2)3.1硬件设计 (2)3.1.1 DS18B20的介绍 (2)3.1.2主控器STC89C52的介绍 (4)3.1.3显示电路的设计 (6)3.1.4仿真原理图 (7)3.2软件设计 (9)3.2.1软件环境 (9)3.2.2软件流程图 (9)4.元器件清单 (10)5元器件识别与检测 (11)5.1 电阻识别与检测 (11)5.3 电容识别与检测 (12)6软件编程与调试 (14)7设计心得 (14)8参考文献 (15)1设计内容及基本要求内容：设计能够对室内温度进行测量的温度检测电路，实现对常温环境的温度测量。
基本要求：（1）温度测量范围：零下50度至零上50度；（2）测量精度为0.5度。
2设计方案及论证方案一：水银温度计在生活中我们经常看到水银温度计，它只能作为就地监督的仪表，用它来测量温度时，由于读数时用眼睛观察，主观因素大，容易造成误差大，而且不同是水银温度计量程不同，在读数前需要看清它的最小分度值，还有它有热惯性，需要等到温度计达到稳定状态后才能读数，比较麻烦，并且水银有毒，不小心打破后接触到水银，对人体伤害大，所以危险性较高。
方案二：传统测温元件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，其缺点有：硬件电路复杂；软件调试复杂；制作成本高。
方案三：DS18B20传感器测温本设计采用美国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，具有成本低和易使用的特点。
2.1.2 单片机STC89C52的选择STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，内置看门狗定时器，而且STC89C52可降到0Hz静态逻辑操作，支持两种软件可选择节电模式。
利用温度传感器设计温度测量实验方案
热电偶
基于热电效应原理，将温度差转 换为电势差。可测量较宽的温度 范围，具有稳定性好、抗干扰能 力强等特点，常用于高温测量。
集成温度传感器
将温度敏感元件、信号放大电路 和接口电路等集成在一个芯片上 ，具有体积小、线性度好、使用
方便等优点。
辅助设备与器材
数据采集卡
用于将温度传感器输出 的模拟信号转换为数字 信号，并传输给计算机
它们的工作原理都是基于物质的物理 性质与温度之间的关系，如热电偶的 温差电势、热电阻的阻值随温度变化 等。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻 、集成温度传感器等。
02
实验器材与准备
温度传感器选择及特性
热敏电阻
利用材料电阻随温度变化的特性 ，将温度转换为电信号。具有灵 敏度高、响应速度快、体积小等 优点，适用于测量较小范围内的
了解温度传感器的工 作原理和使用方法。
温度测量原理
温度是表示物体冷热程度的物理量， 是物体内分子热运动平均动能的标志 。
温度测量通常利用物质的某些物理性 质（如热胀冷缩、电阻变化等）与温 度之间的对应关系，将这些物理量的 变化转换为温度的变化。
温度传感器工作原理
温度传感器是一种将温度变量转换为 可传送的标准化输出信号的仪表。
利用温度传感器设计温度
测量实验方案
汇报人：XX
2024-01-11
• 实验目的与原理 • 实验器材与准备 • 实验步骤与方法 • 数据处理与误差分析 • 实验结果展示与应用 • 实验注意事项与改进方向
01
实验目的与原理
实验目的
学习和掌握温度测量 的基本原理和方法。
通过实验，掌握利用 温度传感器进行温度 测量的技能。
隔热措施
基于ds18b20的数字温度计设计报告
基于ds18b20的数字温度计设计报告
一、引言
随着科技的进步，温度的测量和控制变得越来越重要。
DS18B20是一款数字温度传感器，具有测量准确度高、体积小、接口简单等优点，广泛应用于各种温度测量场合。
本报告将介绍基于DS18B20的数字温度计设计。
二、DS18B20简介
DS18B20是一款由美国Dallas公司生产的数字温度传感器，可以通过数据线与微处理器进行通信，实现温度的测量。
DS18B20的测量范围为-55℃～+125℃，精度为±0.5℃。
三、数字温度计设计
1.硬件设计
数字温度计的硬件部分主要包括DS18B20温度传感器、微处理器、显示模块等。
其中，DS18B20负责采集温度数据，微处理器负责处理数据并控制显示模块显示温度。
2.软件设计
软件部分主要实现DS18B20与微处理器的通信和控制显示模块显示。
首先，微处理器通过数据线向DS18B20发送命令，获取温度数据。
然后，微处理器将数据处理后发送给显示模块，实现温度的实时显示。
四、测试结果
经过测试，该数字温度计的测量精度为±0.5℃，符合设计要求。
同时，该温度
计具有测量速度快、体积小、使用方便等优点，可以广泛应用于各种温度测量场合。
五、结论
基于DS18B20的数字温度计具有高精度、低成本、使用方便等优点，可以实现高精度的温度测量和控制。
随着科技的发展，数字温度计的应用将越来越广泛，具有广阔的市场前景。
基于ds18b20传感器的数字温度计设计
目录基于DS18B20温度传感器的数字温度计设计目录基于DS18B20温度传感器的数字温度计设计 (1)基于DS18B20温度传感器的数字温度计设计............................................... 错误！未定义书签。
摘要： (1)关键字： (1)The conception of the numerical thermometer based on DS18B20 (1)1 引言 (2)2 总体设计 (2)2.1 方案论证 (2)2.2 总体设计 (3)3 硬件设计 (3)3.1 单片机系统 (3)3.2 温度传感器模块 (4)3.3 存储模块 (7)3.4 液晶显示模块 (9)3.5 串口通信模块 (11)3.6 电源模块 (12)4 软件设计 (13)4.1 主程序流程 (13)4.2 DS18B20模块程序设计 (13)4.3 HS1602驱动程序设计 (16)4.4 AT24C08存储模块程序设计 (18)4.5 RS-232-C串口通信模块程序设计 (19)5 测试及结果分析 (22)6 附录 (23)7 参考资料 (24)摘要：本文介绍了一种基于DS18B20的数字温度计设计方案。
方案利用A T89S52单片机控制DS18B20进行数据采集并由HS1602液晶显示模块显示结果，另外，采集结果可由RS-232-C接口送入计算机显示并存储。
按键控制实现过界报警温度设定和实时监控，利用AT24C08芯片进行存储，实现温度测量存储与再现。
关键字：温度采集，存储再现，过界报警，串行通信The conception of the numerical thermometerbased on DS18B20Zhou Yanhua,Wang Xiaobin,Zhou Huanjun(Computer Science Department,HuBei Normal University)Abstract: In this page,we introduced a conception of the numerical thermometer based on DS18B20. The conception makes use of AT89S52 control DS18B20 to carry on the data collection,and displays the result use the HS1602 liquid crystal display module. Moreover, the result can be sent into the computer by the interface of RS-232- C to display and store. The key control carries out the temperature setting of over the boundary to alarm,and real-time monitoring. And makes use of the chip of AT24C08 carries on the storage, and carrying out the temperature measurement storage and reappearing.Keywords: Temperature collect, Storing to reappear, Over the boundary to alarm, Serial communication1 引言随着电子技术的发展，人们的生活日趋数字化，多功能的数字温度计可以给我们的生活带来很大的方便；支持“一线总线”接口的温度传感器简化了数字温度计的设计，降低了成本；以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20为核心，以ATMEL公司的AT89S52为控制器设计的DS18B20温度控制器结构简单、测温准确、具有一定控制功能的智能温度控制器。
基于ds18b20的温度计设计代码
基于DS18B20的温度计设计代码一、介绍DS18B20温度计DS18B20是一种数字温度传感器，由美国达拉斯半导体公司生产。
它采用单总线通信协议，并可以通过单总线接口进行多级串联。
DS18B20具有精度高、稳定性好、响应速度快等特点，因此在各种温度测量应用中被广泛使用。
二、DS18B20温度计设计代码在使用DS18B20温度传感器时，我们通常需要编写相应的代码来读取传感器的数据并进行温度计算。
以下是基于Arduino评台的DS18B20温度计设计代码：```c#include <OneWire.h>#include <DallasTemperature.h>#define ONE_WIRE_BUS 2 // 设置DS18B20数据线连接的Arduino 引脚OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);DallasTemperature sensors(&oneWire);void setup() {Serial.begin(9600);sensors.begin();}void loop() {sensors.requestTemperatures(); // 发送获取温度命令float temperatureC = sensors.getTempCByIndex(0); // 获取温度值（摄氏度）float temperatureF = sensors.toFahrenheit(temperatureC); // 转换为华氏度Serial.print("Temperature: ");Serial.print(temperatureC);Serial.print("°C / ");Serial.print(temperatureF);Serial.println("°F");delay(1000); // 延时1s}```以上代码使用了OneWire库和DallasTemperature库来实现对DS18B20的温度测量。
基于DS18B20温度传感器的设计
学习情境4-温度传感器的设计之基于DS18B20温度传感器的设计☆点名，引言Dallas公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持"一线总线"接口的温度传感器。
一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
其测量温度范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。
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可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5°C。
可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。
分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。
DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的使用，是经济型产品。
☆新课讲授4.1基于DS18B20温度传感器的设计表4.1．1 DS18B20技术资料1.DS18B20的新性能(1)可用数据线供电，电压范围：3.0-5.5V；(2)测温范围：-55 - +125℃，在-10 - +85℃时精度为±0.5℃；(3)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℃；(4)12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字；(5)负压特性：电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
2. DS18B20的外形和内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
基于DS18B20的数字温度计的设计与实现
基于DS18B20的数字温度计的设计与实现一、实验目的１．了解DS18B20数字式温度传感器的工作原理。
２．利用DS18B20数字式温度传感器和89C51设计温度控制系统。
二、实验内容与要求１．基本要求：(1)检测的温度范围：0℃～100℃。
(2)检测精度 0.5℃。
(3)能对所测试的温度进行显示。
三、数字温度传感器DS18B20由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器,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。
1.DS18B20性能特点DS18B20的性能特点：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。
2.DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。
64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。
不同的器件地址序列号不同。
DS18B20的管脚排列如图1所示。
图1 DS18B20引脚分布图DS18B20高速暂存器共9个存储单元，如表所示：序号寄存器名称作用序号寄存器名称作用0 温度低字节以16位补码形式存放4 配置寄存器1 温度高字节5、6、7保留2 TH/用户字节1存放温度上限8 CRC3 HL/用户字节2存放温度下限以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个高低两个8位的RAM中，二进制中的前面5位是符号位。
基于数字温度传感器的数字温度计、【范本模板】
2014～2015 学年第2 学期《单片机应用技术》课程设计报告题目：基于数字温度传感器的数字温度计的设计专业：自动化班级： 12自动化1 姓名：陈宗国朱海峰王疏华袁继康指导教师：陆媛宋洪儒电气工程学院年月日任务书- 1 -课程设计摘要一、课程设计摘要：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.二、关键字：单片机温度测量 DS18B20 数字温度传感器 AT89S51- 2 -目录第一章原理介绍 (4)1。
1 总体设计方案 (4)1.2总体设计框图理介绍 (4)1.3 主控部分 (4)1。
4 DS18B20数字温度传感器 (5)第二章硬件设计 (8)2.1 单片机系统 (8)2.2 温度测试电路 (8)2。
3 显示电路 (12)2.4 整体电路设计 (14)第三章软件设计..................................... 错误!未定义书签。
3.1 程序流程图................................ 错误!未定义书签。
3。
2 读出温度子程序........................... 错误!未定义书签。
3。
3 温度转换子程序........................... 错误!未定义书签。
3。
4 计算温度子程序........................... 错误!未定义书签。
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成绩评定表课程设计任务书摘要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数字温度器，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。
随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。
本文通过采用蜂鸣器作为电声元件的温度报警器的设计，阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。
这种温度报警器结构简单，可操作性强，应用广泛。
工作时，温度测量范围为5—38ºＣ。
当前环境温度若超过设定的高温临界温度，由单片机发出报警信号，从而防止带来的不必要的损失。
造成高温火灾有：电气线路短路、过载、接触电阻过大等引发高温或火灾；静电产生高温或或火灾；雷电等强电侵入导致高温或火灾；最主要是机房内电脑、空调等用电设备长时间工作，导致设备老化，空调发生故障，而不能降温；因此机房内所属的电子产品发热快，在短时间内机房温度升高超出设备正常温度，导致系统瘫痪或产生火灾，这时温度报警系统就会发挥应有的功能。
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，该设计控制器使用单片机 AT89C51，测温传感器使用 DS18B20，用四位一体共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到要求。
目录1.设计要求与方案 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 系统基本方案选择和论证 (1)1.2.1 单片机芯片的选择案 (1)1.2.2 温度传感器设计方案论证 (1)1.3 电路设计最终方案决定 (3)2.主要元件介绍 (3)2.1AT89C51介绍 (3)2.1.1 AT89C51主要功能 (3)2.1.2 AT89C51 引脚介绍 (3)2.2DS18B20传感器介绍 (3)2.3数码管介绍 (4)3.程序流程图 (10)4.主程序 (11)5.仿真原理图 (18)6.仿真调试图 (19)7.结论 (19)8.参考文献 (20)1 设计要求与方案论证首先明确设计要求，再讨论方案，一一攻破设计的难点。
1.1 设计要求基本范围0℃-99℃；精度误差小于 0.1℃；数码管直读显示；扩展功能：可以任意设定温度的上下限报警功能。
1.2 系统基本方案选择和论证1.2.1 单片机芯片的选择方案和论证由于单片机具有以下的很多优点，被我们选定为制作该作品的首选芯片单片机特点：（1）高集成度，体积小，高可靠性单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。
芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU。
单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。
（2）控制功能强为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。
（3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为 1.8V～3.6V，而工作电流仅为数百微安。
（4）易扩展片内具有计算机正常运行所必需的部件。
芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。
（5）优异的性能价格比单片机的性能极高。
为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。
单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB 和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。
由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。
方案一:采用AT89C51芯片作为硬件核心。
AT89C51内部具有8KB ROM 存储空间,512字节数据存储空间，带有2K字节的EEPROM存储空间，与MCS-51系列单片机完全兼容,AT89C51可以通过串口下载。
方案二:采用AT89S51。
AT89S51片内具有8K字节程序存储空间，256字节的数据存储空间没有EEPROM存储空间，也与MCS-51系列单片机完全兼容，具有在线编程可擦除技术。
两种单片机都完全能够满足设计需要，AT89C51相对ATS89C52价格便宜，且抗干扰能力强。
考虑到成本因素，因此选用AT89C51。
1.2.2 温度传感器设计方案论证现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段；(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感器/控制器；(3)智能温度传感器。
国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。
在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1°C。
国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是9~12位A/D转换器，分辨力一般可达0.5~0.0625°C。
由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125°C，测温精度为±0.2°C。
为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。
目前，智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。
温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。
方案一: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。
方案二: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。
从以上两种方案，两种都完全能够满足设计需要，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。
1.3 电路设计最终方案决定综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用AT89C51单片机作为主控制系统;采用DS18B20为传感器;采用数码管作为显示器件。
2 主要元件介绍2.1 AT89C51介绍AT89C51是由深圳宏晶科技公司生产的与工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机。
2.1.1 AT89C51主要功能AT89C51主要功能如表1所示表1 AT89C51主要功能2.1.2 AT89C51引脚介绍①主电源引脚（2根）VCC：电源输入，接＋5V电源GND：接地线②外接晶振引脚（2根）XTAL1：片内振荡电路的输入端XTAL2：片内振荡电路的输出端③控制引脚（4根）RST/VPP：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG：地址锁存允许信号PSEN：外部存储器读选通信号EA/VPP：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
④可编程输入/输出引脚（32根）AT89C51单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。
P0口：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7P2口：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7P3口：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7图1 AT89C51封装图2.1.3 单片机最小系统：当在AT89C51单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作，按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。
其中电平复位是通过RST端经过电阻与电源VCC接通而实现的。
最小系统如图2所示。
图2 最小系统电路以AT89C51单片机最小系统为控制核心，测温电路由DS18B20提供，输入部分采用三个独立式按键S1、S2、S3。
数码管显示部分。
2.2 DS18B20传感器介绍2.2.1 DS18B20概述在现代检测技术中，传感器占据着不可动摇的重要位置。
主机对数据的处理能力已经相当的强，但是对现实世界中的模拟量却无能为力。
如果没有各种精确可靠的传感器对非电量和模拟信号进行检测并提供可靠的数据，那计算机也无法发挥他应有的作用。
传感器把非电量转换为电量，经过放大处理后，转换为数字量输入计算机，由计算机对信号进行分析处理。
从而传感器技术与计算机技术结合起来，对自动化和信息化起重要作用。
采用各种传感器和微处理技术可以对各种工业参数及工业产品进行测控及检验，准确测量产品性能，及时发现隐患。
为提高产品质量、改进产品性能，防止事故发生提供必要的信息和更可靠的数据。
由于系统的工作环境比较恶劣，且对测量要求比较高，所以选择合适的传感器很重要。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化和网络化的方向飞速发展。
智能温度传感器DS18B20正是朝着高精度、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。
因此，智能温度传感器DS18B20作为温度测量装置已广泛应用于人民的日常生活和工农业生产中。
美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片外加不锈钢保护管封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
有独特的单线接口方式，DS1820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DS1820的双向通讯；其测温范围－55℃～＋125℃，固有测温分辨率0.5℃；支持多点组网功能；多个DS1820可以并联在唯一的三线上，实现多点测温；工作电源为3~5V/DC；在使用中不需要任何外围元件。
DS18B20的性能特点如下：（1）采用DALLAS公司独特的单线接口方式：DS18B20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的双向通讯；（2）在使用中不需要任何外围元件；（3）可用数据线供电，供电电压范围：+3.0V～+5.5V；（4）测温范围：-55～+125℃。