基于单片机的数字温度计

单片机原理课程设计报告题目：数字温度计

院（系）：工学院

专业：电子信息工程

年级：2010级

姓名：XXX 学号：XXXXXX 指导教师：XXX

2013 年12 月6 日

电子信息工程专业10级学生单片机原理课程设计任务书

目录

1．设计目的 (4)

2．设计任务与要求 (4)

3．方案设计与论证 (4)

4．单元电路设计 (5)

4.1单片机的选择 (5)

4.2温度传感器的选择 (6)

4.3温度检测电路 (7)

5．总原理图及元器件清单 (7)

5.1总原理图 (8)

5.2元器件清单 (8)

6．软件部分 (8)

6.1初始化程序 (8)

6.2读出温度子程序 (9)

6.3读、写时序子程序 (9)

6.4温度处理子程序 (10)

6.5显示程序 (11)

6.6延时程序 (12)

6.7 Proteus软件介绍 (13)

7．调试与分析 (13)

8．心得与总结 (14)

9．致谢 (15)

10．参考文献 (16)

附件： (17)

数字温度计

摘要：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。它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，作为电子信息工程专业的学生，我们学习了单片机，就应该把它熟练应用到生活之中来。此次课程设计是一种基于单片机控制的数字温度计，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，温度计，DS18B20，proteus。

1．设计目的

单片机原理及接口技术是一门专业技术基础课，是一门实践性很强的课程，单片机课程设计要求将所学的理论知识通过实践加强理解和认识，提高学生们的单片机接口电路的设计能力和实践动手能力。

2．设计任务与要求

（1）采用DS18B20作为温度传感器进行温度检测

（2）对采集温度进行显示（显示温度分辨率0.1o C）

（3）采集温度数值应采用数字滤波措施，保证显示数据稳定

（4）显示数据，无数据位必须消隐

3．方案设计与论证

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，测温电路比较麻烦。

方案二：

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DS18B20和微控制器AT89S52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。采用52 单片机控制，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。

该系统利用AT89S52芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度

从以上两种方案，容易看出方案一的测温装置可测温度范围宽、体积小，但是线性误差较大。方案二的测温装置电路简单、精确度较高、实现方便、软件设计也比较简单，故本次设计采用了方案二。

4．单元电路设计

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4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

4.1 单片机的选择

对于单片机的选择，可以考虑使用8052系列，AT89C52 是美国 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4kbytes 的可编程的 Flash 只读程序存储器,兼容标准 8051 指令系统及引脚。它集Flash 程序存储器既可在线编程（ISP），也可用传统方法进行编程，所以低价位 AT89C52单片机可为提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。单片机AT89C52 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，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。

4.2 温度传感器的选择

DALLAS 最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。温度测量范围为-55～+125 摄氏度，可编程为9位～12 位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3 根或2 根线上，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。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。

DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列、各种封装形式，DQ 为数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源；GND为地信号；VDD为可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。

图2 DS18B20内部结构