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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。
系统测试报告制作人:李莉专业:机升09级5班一、系统功能温湿度传感检测系统主要应用于温度、湿度的测量及实时显示，为了更好地实现其功能，，我们采用黑箱设计法完成其功能实现，该系统要实现的功能如下：1、温度实时输出；2、湿度实时输出；3、电子万年历的实时输出；在确定系统的主要功能后，根据其应用功能确定运用的相应元器件，来更好地实现其功能。
二、主要元器件温度传感检测系统主要组成元件及功能如下：1、温湿度传感器用于检测温度、湿度的敏感元件，其主要功能是将温度信号转换成数字信号传送给CPU 。
一般来说,可以单独使用两个独立传感器，或者直接使用温湿度同时检测的DHT11型号的温湿度传感器，而后者不仅绿色经济、同时节省单片机管教的占用。
2、微中央处理器（CPU）CPU是整个检测系统的控制中心，主要负责接收传感器输入的信号，并进行处理，输出执行信号，从而实现信息的输入输出。
基于试验室现有条件，统一采用STC89C52型号的单片机，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。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。
另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。
我们可以考虑用定时器给定一个一秒钟的定时中断，3、输出设备（液晶显示屏）输出系统所监测到的温度、湿度信号数据，同时输出万年历信息，作为系统的输出部分。
第24卷 第9期2008年5月甘肃科技Gansu Science and TechnologyV ol.24 N o.9M ay. 2008基于AT89C51单片机与DS18B20的温度测量系统蔺 鹏1,柴世红2(兰州工业高等专科学校;1电子信息工程系2软件工程系,甘肃兰州730050)摘 要:介绍了单总线数字温度传感器DS18B20的特性及工作原理,给出了A T89C51单片机与DS18B20构成温度测量系统并详细介绍利用汇编语言编程实现对DS18B20访问。
实际测试结果表明这种测温系统转换速度快、精度高,整个系统具有稳定性强等特点。
关键词:DS18B20;数字温度传感器;A T89C51;中图分类号:TN925 典型的温度测控系统是由模拟温度传感器、A/D 转换电路和单片机组成。
但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号,必须经过A/D 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口,使得硬件电路结构复杂,成本较高。
近年来,由于以DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器的突出优点使得它得到充分利。
DS18B20集温度测量和A/D 转换于一体,直接输出数字量,接口几乎不需要外围元件,硬件电路结构简单,传输距离远,可以很方便的实现多点测量;与单片机接口几乎不需要外围元件,使得硬件电路结构简单,广泛使用于距离远,节点分布多的场合。
1 DS18B20介绍DS18B20是美国DALL AS 公司推出的一种可组网的数字式温度传感器,能够直接读取被测物体的温度值[1]。
具有TO -92、TSOC 、SOIC 多种封装形式,可以适应不同的环境需求。
1.1 DS18B20具有以下主要特性(1)单总线接口方式:与微处理器连接时仅需要一条信号线即可实现双向通讯;(2)使用中无需外部器件,可以利用数据线或外部电源提供电能,供电电压范围3.3-5.5V ;(3)直接读出数字量,工作可靠,精度高,且通过编程可实现9～12位分辨率读出温度数据,转换12的温度数据最大仅需要750ms ;(4)温度测量范围-55℃～+125℃,-10℃～+85℃之间测量精度可达±0.5℃;(5)可设定非易失的报警上下限值,一旦测量温度超过此设定值,即可给出报警标志;(6)每片DS18B20上有唯一的64bit 识别码,可轻松组建分布式温度测量测量网络。
《基于AT89C52单片机的DS18B20温度传感器》设计报告设计时间：12月22日~12月26日班级：姓名：报告页数：25页广东工业大学课程设计报告设计题目：基于AT89C52单片机的DS18B20温度传感器学院：专业：班学号：姓名：(合作者____号____)成绩评定_______教师签名_______摘要：随着时代的进步和发展，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, 本次课程设计主要设计一个基于89C51单片机的数字温度传感器DS18B20开发测温系统，重点学习掌握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的详尽分析，提高电路设计的技巧。
该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，有广泛的应用前景。
关键词：单片机；温度采集；AT89C52；DS18B20；目录1 设计任务 (1)2 总体方案设计 (1)2.1 方案论证 (1)21.1 方案一 (1)2.1.2 方案二 (1)2.2 总体设计框图及电路 (2)3 硬件设计 (3)3.1 单片机系统 (3)3.2 数字温度传感器模块 (4)3.2.1 DS18B20性能 (4)3.2.2 DS18B20外形及引脚说明 (4)3.2.3 DS18B20接线原理图 (5)3.2.4 DS18B20时序图 (5)3.2.5 数据处理 (6)3.3 1602液晶显示电路 (7)4 软件设计 (8)4.1 主程序模块 (8)4.2 读温度值模块 (9)4.3 中断模块 (10)4.4 温度报警模块 (10)4.5程序开发 (10)4.6 PCB电路板的制作 (19)5 程序的仿真及产品调试 (20)6 总结与讨论 (23)参考文献： (24)附录：元器件清单1 设计任务采用方案一（温度传感器LM35，3位半A/D转换器）或者方案二（52单片机，温度传感器DS18B20），数码管或者液晶显示，设计一个日常温度数字计。
一、设计要求数字式温度计要求测温范围为－55～125°C，精度误差在0.1°C，采用AT89C51单片机和DS18B20温度传感器，设定温度报警的最低值和最高值。
采用点阵字符型液晶模块作为数字温度计的显示器，分两行显示，第一行显示DS18B20工作状态，第二行显示实测温度值和状态符号，>H表示实测温度大于温度报警范围，<L表示实测温度小于设置温度报警范围，！表示实测温度在正常范围内，当实测温度超过设定温度限制范围是，发出声光警报信号。
二、方案论证根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机A T89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。
选用数字温度传感器DS18B20，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。
该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器用点阵液晶模块LCD1602实现显示。
检测范围-55摄氏度到125摄氏度。
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、测温电路和显示电路。
数字温度计总体电路结构框图如图1所示。
图1 数字温度计总体电路结构框图三、系统硬件电路的设计温度计电路设计原理图如图2所示，控制器使用单片机A T89C51，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳LED数码管实现温度显示。
D图2 数字温度计设计电路原理图1、主控制器AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。
该器件采用A TMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
- 39 -第9卷第5期收稿日期：2008-10-19基于AT89C51单片机与DS18B20的温度测量系统易丽华，黄 俊（湖南科技职业学院，长沙 410004）摘 要：DALLAS 公司的单总线数字温度传感器DSl8B20以其线路简单、硬件开销少、成本低廉等一系列优点，有着无可比拟的应用前景。
文章首先介绍了DSl8B20的特性及工作原理。
接着提出了一种基于A T89C51单片机与DS18B20的温度测量报警系统，分析了系统的硬件结构及软件设计。
其中，详细介绍了A T89C51对DS18B20的操作流程，及使用DS18B20时候的注意事项。
该温度测量系统具有结构简单、价格低廉、扩展方便和应用广泛等一系列优点。
关键词：A T89C51；DS18B20；温度测量中图分类号：TN402 文献标识码：A 文章编号：1681-1070（2009）05-0039-05A Temperature Measure System based on AT89C51 and DS18B20YI Li-hua, HUANG Jun（Hunan Vocational college of Science and Technology , Changsha 410004, China ）Abstract: DALLAS Corporation’s 1-wire bus digital temperature sensor has incomparable application prospect because its circuit is simple, and with fewer hardware expenses.This paper introduces the structure and principle of the 1-wire bus digital temperature sensor ，presents the hardware and compile program design of temperatllre measure and alarm system which based on A T89C51 and DS18B20. This paper explains transaction sequence of DS18B20 and points for attention. This device has some advantages such as: simple structure,low price.It also can be easily extended and has important application perspectives.Key words: A T89C51; DS18B20; temperature measure1 引言温度是一种最基本的环境参数，日常生活和工农业生产中经常要检测温度。
基于AT89C51和DS18B20的最简温度测量系统l引言温度的测量和控制在激光器、光纤光栅的使用及其他的工农业生产和科学研究中应用广泛。
温度检测的传统方法是使用诸如热电偶、热电阻、半导体PN结之类的模拟温度传感器。
信号经取样、放大后通过模数转换，再交自单片机处理。
被测温度信号从温敏元件到单片机，经过众多器件，易受干扰、不易控制且精度不高。
因此，本文介绍一种新型的可编程温度传感器DS18B20，他能代替模拟温度传感器和信号处理电路，直接与单片机沟通，完成温度采集和数据处理。
DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
2温度测量系统硬件系统结构图如图1所示[1]。
这里通过上拉电阻直接驱动LED显示。
以增加线路复杂度为代价，减少芯片数量。
2．1数字温度传感器DS18B20DS18B20是美国DALLAS公司推出的单总线数字测温芯片。
他具有独特的单总线接口方式，仅需使用1个端口就能实现与单片机的双向通讯。
采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。
他的工作电压使用范围宽(3．0～5．5 V)，可以采用外部供电方式，也可以采用寄生电源方式，即当总线DQ为高电平时，窃取信号能量给DS18B20供电。
他还有负压特性，电源极性接反时，DS18B20不会因接错线而烧毁，但不能正常工作。
可以通过编程实现9～12位的温度转换精度设置。
由表1[2]可见，设定的分辨率越高，所需要的温度数据转换时间就越长，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
DS18B20采用3脚TO-92封装，形如三极管，同时也有8脚SOIC封装，还有6脚的TSOC封装。
测温范围为－55～+125℃，在一10～85℃范围内，精度为±0．5℃。
每一个DS18B20芯片的ROM中存放了一个64位ID号：前8位是产品类型编号，随后48位是该器件的自身序号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码。
温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学试验中，有特别重要的意义。
随着人们生活水平的不断提高,，人们对温度计的要求越来越高，传统的温度计功能单一、精度低，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。
数字温度计（Digital Thermometer）简称D温度是许多监控系统中的一个重要参数。
TM，它是采用数字化测量技术，把连续的温度值转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
采用单片机控制的数字温度计，由于精度高、可扩展性强、集成方便、抗干扰能力强，得到了广泛的应用。
本设计以单片机和温度传感器为核心，设计数字温度计。
实现对温度的采集、监视和报警。
在温度采集的实现中，使用了AT89C51单片机和温度传感器DS18B20，温度监视部分利用动态驱动技术，以单片机驱动4位LED数码管。
温度测量范围-55℃～+125℃，通过按键设置上下限报警温度，并用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示，能准确达到设计要求。
正文还介绍了AT89C51和集成温度传感器DS18B20。
1 设计的意义及主要功能 (3)1.1 意义 (3)1.2 主要功能 (3)2 总体方案设计 (4)2.1 方案比较 (4)2.2 方案论证 (5)2.3 方案选择 (5)3 硬件电路设计 (6)3.1 元器件的选择 (6)3.2 电路原理图 (6)3.3 特殊元器件的介绍 (6)3.3.1 AT89C51介绍 (6)3.3.2 DS18B20介绍 (9)4 总结 (13)5 参考文献 (13)附录 (14)1 设计的意义及主要功能1.1 意义随着人们生活水平的不断提高,数字化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，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
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。
求基于AT89C51单片机和DS18B20温度传感器、LCD1602液晶显示的数字温度程序#include "reg51.h"
#include "18b20.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code table[]="Welcome To" ;//初始化日期和星期
uchar code table1[]="Our System!";//初始化时间
uchar code table2[]="Temperature is:";//初始化时间
//以下三个是定义LCD的引脚
sbit lcden=P2^2;
sbit lcdwrite=P2^1;
sbit lcdrs=P2^0;
char wendu;
//延时程序
void delay(uint z)
{ uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
//lcd的写指令
void write_com(uchar com)
{
lcdrs=0;
lcden=0;
P0=com;
delay(5);
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
//lcd的写数据
void write_data(uchar da)
{ lcdrs=1;
lcden=0;
P0=da;
delay(5);
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
//初始化
void init()
{
uchar num;
lcdwrite=0;
lcden=0;
write_com(0x38); //16*2显示，5*7点阵，8位数据write_com(0x0c);//显示开，关光标
write_com(0x06); //移动光标
write_com(0x01);//清除LCD的显示内容
write_com(0x80);
for (num=0;num<10;num++)
{
write_data(table[num]);
delay(5);
}
write_com(0x80+0x40);
for (num=0;num<11;num++)
{
write_data(table1[num]);
delay(5);
}
}
void write_wendu(uchar add, char da)
{
uchar shi,ge;
shi=da/10;
ge=da%10;
write_com(0x80+0x40+add);
write_data(0x30+shi);
write_data(0x30+ge);
}
//主函数
void main ()
{
uchar num;
init();
delay(2000);
delay(2000);
delay(2000);
write_com(0x01);//清除LCD的显示内容
while(1)
{
write_com(0x80);
for (num=0;num<15;num++)
{
write_data(table2[num]);
delay(5);
}
wendu = ReadTemp( );//读取温度
write_wendu(2,wendu);
}
}
以上是主程序
/***********ds18b20子程序*************************/
/***********ds18b20延迟子函数（晶振12MHz ）*******/ #include<reg51.h>
sbit DQ=P1^2;
#define uchar unsigned char
void delay_18B20(unsigned int i)
{
while(i--);
}
/**********ds18b20初始化函数**********************/
void Init_DS18B20(void)
{
unsigned char x=0;
DQ = 1; //DQ复位
delay_18B20(8); //稍做延时
DQ = 0; //单片机将DQ拉低
delay_18B20(80); //精确延时大于480us
DQ = 1; //拉高总线
delay_18B20(4);
x=DQ; //稍做延时后如果x=0则初始化成功x=1则初始化失败delay_18B20(20);
}
/***********ds18b20读一个字节**************/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
uchar i=0;
uchar dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 给脉冲信号
dat>>=1;
DQ = 1; // 给脉冲信号
if(DQ)
dat|=0x80;
delay_18B20(4);
}
return(dat);
}
/*************ds18b20写一个字节****************/
void WriteOneChar(uchar dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
delay_18B20(5);
DQ = 1;
dat>>=1;
}
}
/**************读取ds18b20当前温度************/
ReadTemp(void)
{ float val;
uchar temp_value,value;
unsigned char a=0;
unsigned char b=0;
unsigned char t=0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换
delay_18B20(100); // this message is wery important
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器）前两个就是温度
delay_18B20(100);
a=ReadOneChar(); //读取温度值低位
b=ReadOneChar(); //读取温度值高位
temp_value=b<<4;
temp_value+=(a&0xf0)>>4;
value=a&0x0f;
val=temp_value+value;
return(val);
}。
