基于单片机的数字温度计设计论文草稿_学位论文

基于单片机的数字温度计毕业设计论文毕业设计(论文)外文摘要目录1 引言 (1)1.1 背景 (1)1.2 设计的目的和意义 (1)2 设计要求与方案论证 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 方案论证 (2)2.3 总体设计方案 (3)3 硬件设计 (4)3.1 主要元件介绍 (4)3.1.1 主控制器 (4)3.1.2 温度传感器DS18B20 (7)3.2 显示电路 (13)3.3 DS18B20与单片机的接口电路 (16)3.4 复位电路 (18)4 软件设计 (19)5 调试 (20)5.1 软件调试 (20)5.2 系统调试 (20)5.3 数据检测 (20)总结 (22)致谢............................................... 错误！未定义书签。

参考文献.. (23)1 引言1.1 背景单片机，更确切的应称作微控制器，是20世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，其特点是功能强大、体积小、可靠性高、价格低廉。

它一面世便在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领域得到广泛应用，极大地提高了这些领域的技术水平和自动化程度。

因此，单片机的开发、应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。

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，它给人带来的方便也是无可置疑的，其中数字温度计就是一个典型的例子。

随着人们对它的要求越来越高，要为现代人工作和生活提供更好、更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化控制、智能化控制方向发展。

温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学实验中（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）。

目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。

现在所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计，这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，且使用非常不方便。

基于单片机控制的数字温度计的设计摘要：基于实际应用中许多场合对温度高精度测量的需求，利用ATF1504芯片与单片机最小系统，采用等精度频率测量技术，设计了一款高精度数字温度计。

该方案采用ATF1504芯片作为可编程逻辑器件，以高灵敏度负温度系数热敏电阻为温度传感器。

利用ATF1504芯片与单片机配合完成待测信号频率的精确测量，从而实现温度的精确测量。

实验数据表明该温度计的测温相对误差小于0.3%。

温度是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个物理量。

传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点，而在某些特定的场合，器材设备对温度的要求极高，设计一种高精度的温度计就显得十分有意义。

设计的高精度温度计有着线性优良、性能稳定、灵敏度高、使用方便、软硬件结构实现了模块化、电路简单等优点。

1 设计方案热敏电阻是对温度变化非常敏感的电阻元件，它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都得到广泛的应用。

热敏电阻能够将环境温度的变化转化为电阻自身阻值的变化，它将温度的变化转换为连续的电信号的变化，再由外电路把该电信号转化成单片机可处理的脉冲(频率)信号，由单片机来直接处理。

热敏电阻构成的555振荡电路能够实现由电阻到频率的转换功能，建立起由温度到电阻值再到频率的对应关系。

处理器对频率信号的处理精度直接影响着温度测量的精度，采用等精度测频方案能够满足精度的要求，设计中采用查表法和插值法来建立频率与温度的转换关系。

设计的数字温度计主要由下面4部分组成：温度传感部分、等精度测频部分、频率温度转换部分、数据缓存及显示部分，原理图如图1所示。

设计中用到的主要模块有：1)单片机最小系统。

单片机最小系统或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。

单片机最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。

2)CPLD(Complex ProgrammableLogic Device)。

复杂可编程逻辑器件。

毕业设计任务书毕业设计题目：数字温度计设计题目类型工程设计题目来源学生自选课题毕业设计时间从至毕业设计内容要求：测温范围-55ºC至150ºC，明亮显示。

能显示出测量温度值。

能够对超出最高温度进行报警.主要介绍了一个基于89S52单片机的测温系统，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，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统用四位数码管可以方便的实现实现温度显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度， DS18B20与AT89S52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.主要参考资料[1]刘修文主编.新编电子控制电路.北京:机械工业出版社,2006[2]黄贤武编著.传感器原理与应用.桂林:高等教育出版社,2007[3]刘瑄编著.单片机有效值转换器. 机械工业出版社,2008[4]刘军编著.单片机原理与接口技术.华东理工大学[5]沈德金陈粤初《单片机接口电路与应用程序实例》北京航天航空大学出版社目录第一章、引言 4第二章、系统方案论证与比较 52.1、方案一 (5)2.2、方案二 62.3、整机电路分析 (7)第三章、硬件设计电路 83.1、元器件选择 (8)3.1．1、单片机选择 (8)3.1．2、温度传感器选择 (8)3.2、温度检测电路 (10)3.3、温度报警电路 (11)第四章、软件设计 124.1、概述 (12)4.2、主程序模块 (12)4.3、各模块流程设计 (13)4.3．1、温度检测流程 (13)4.3．2、报警模块流程 (15)第五章、软硬件综合调试16第六章、总结和体会18第七章、致谢19第一章引言随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。

文献综述电子信息工程基于单片机的数字温度计设计一.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U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，用单片机和温度传感器来实现温度测温是数字温度设计的一大亮点。

随着单片机的飞速发展，功能变得越来越强大9可以实现很多电路系统的设计。

基于单片机的数字温度计系统就是一个很好的例子, 将温度传感器与单片机最小系统相连，通过LED数码管或液晶显示屏显示出来，可以直观、方便、快速的测量温度。

单片机通过编写程序亦可实现时钟显示、定时闹铃等其他功能，满足人们的需求。

二、关键字：数字温度计、温度传感器、单片机三、仁数字温度计的研究背景和意义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（如: 物体的比热容、汽化热、热功当量.压强温度系数等教学实验）中，有特别®要的意义。

传统所使用的温度计通常都是精度为TC和049的水银、煤油或酒精温度计。

这些温度•的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容ft还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。

数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范W广，测温准确等优点，其输出温度釆用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。

目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电f3i温度计、数字温度计、电子温度计•等等，温度计中传感器是它的重要组成部分，它的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范M、控制范围和用途等。

传感器应用极其广泛，日前己经研制出多种新型传感器。

但是，作为应用系统设讣人员需要根据系统要求选用适宜的传感器，并与自己设计的系统连接起来，从而构成性能优ft的监控系统。

20世纪90年代中期最早推出的数字温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温稱度较低，分辨力只能达到U前，国外已相继推出多种高速度、高分辨力的数字温度传感器，所用的是9〜12位A/D转换器，分辨力一般可达0. 5〜0. 0625^0 III美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力数字温度传感器，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。

基于单片机的数字温度计设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于单片机的数字温度计学院名称： 电气信息工程学院专 业： 测控技术与仪器班 级： 08测控2班姓 名： 王志祥学 号： 08314224指导教师： 王久龙2011年12月JI AN GSU TEAC HERS UNIVER SITY OF TECHN OLOGY测控系统综合训练基于单片机的数字温度计摘要：温度是一种最基本的环境参数，人们生活与环境温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在工业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。

本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器的新型数字温度计。

主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。

硬件电路主要包括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用美国DALLAS 半导体公司生产的DS18B20，显示电路采用LCD直读显示。

测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成，当实际测量温度值大于预置温度值时，发出报警信号，即发光二极管亮。

系统程序主要包括主程序，测温子程序和显示子程序等。

DS18B20新型单总线数字温度传感器是DALLAS 公司生产的单线数字温度传感器, 集温度测量和A /D 转换于一体,直接输出数字量,具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。

由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度计相比,本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。

关键词：显示电路；单片机；AT89C51；温度传感器；DS18B20目录第1章绪论 (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2国内外现状 (1)1.3课题的设计目的 (2)1.4课题的主要工作 (2)1.5本文研究内容 (2)第2章系统概述 (3)2.1方案选择 (3)2.2系统设计原理 (3)2.3系统组成 (4)2.4 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (4)第3章系统硬件设计 (5)3.1 80C51单片机的管脚图介绍 (5)3.2 LCD液晶显示器简介 (5)3.2.1液晶模块简介 (5)3.2.2液晶显示部分与89C51的接口 (6)3.3 DS18B20工作原理介绍 (7)第4章系统软件设计 (9)4.1主程序设计 (9)4.2仿真结果 (10)结束语 (13)参考文献 (14)附录A (15)附录B (16)附录C (17)附录D (18)第1章绪论1.1课题背景及研究意义随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。

目录1、绪论1.1 实验内容1.2实验目的1.3 实验原理2、系统硬件组成及基本原理2.1STC89C52单片机介绍2.2 花样流水灯的设计2.3 LED动态扫描显示2.4 定时计数器2.5 4*4独立键盘的设2.6 串口通信的设计2.7 数字温度计的设计3、单片机焊接与系统调试4、总结附录一整体原理图1、绪论1.1 实验内容本学期单片机实验包括六个，分别是花样流水灯实验、LED动态扫描显示实验、定时计数器实验、4*4键盘输入实验、单片机与PC机串口通信以及基于单片机的数字温度计的设计。

1.2 实验目的花样流水灯实验：熟悉LED的显示特点，了解单片机系统实现花样流水灯实验的硬件电路和软件编程技巧；LED动态扫描显示实验：掌握LED动态扫描显示原理，掌握LED动态扫描显示程序设计方法，熟悉LED动态扫描显示硬件设计方法；定时计数器实验：学习单片机内部计数器的使用和编程方法，进一步掌握中断处理程序的编程方法；4*4键盘输入实验：掌握键盘扫描的原理以及十/十六进制的转换，了解单片机输入和输出的过程,以及如何对数据进行采集的；单片机与PC机串口通信：掌握串行口工作方式的程序设计，掌握单片机通讯的编程，了解实现串行口通讯的硬环境，数据格式的协议，数据交换的协议，了解PC机通讯的基本要求；基于单片机的数字温度计的设计：通过对做的设计任务的实现，起到串起所学的数模技术、传感器技术、单片机技术及智能仪器等知识，通过理论联系实际，从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的标定等这一完整的实验过程，培养学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用。

1.3 实验原理LED动态扫描显示实验：为了节省输出端口数，数码LED显示一班采用动态扫描的方法，将所有数码LED的共阴极接在一个位型输出口上，将所有数码管的相同段接在一起作为字型口，软件控制每个数码LED轮流显示，任一时刻只有一个数码亮，但扫描速度足够快时，视觉效果是8个数码LED同时亮；定时计数器实验：定时和计数的本质是相同的，它们都是对一个输入脉冲进行计数，如果输入脉冲的频率一定，则记录一定个数的脉冲，其所需的时间是一定的，对CLK信号进行“减1计数”。

基于单片机的数字温度计设计1引言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和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，但需后续信号处理电路，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，这里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。

选用AT89C51型单片机作为主控制器件，DSl8B20作为测温传感器通过4位共阳极LED数码管串口传送数据，实现温度显示。

通过DSl8B20直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在0℃~100℃最大线性偏差小于0.1℃。

该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。

另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。

2 系统硬件设计方案根据系统功能要求，构造图1所示的系统原理结构框图。

图1 系统原理结构框图2.1单片机的选择AT89C51作为温度测试系统设计的核心器件。

该器件是INTEL公司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品，采用了可靠的CMOS工艺制造技术，具有高性能的8位单片机，属于标准的MCS—51的CMOS产品。

不仅结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS 的低功耗特征，而且继承和扩展了MCS —48单片机的体系结构和指令系统。

单片机小系统的电路图如图2所示。

图2 单片机小系统电路AT89C51单片机的主要特性：(1)与MCS-51 兼容，4K 字节可编程闪烁存储器；(2)灵活的在线系统编程，掉电标识和快速编程特性；(3)寿命为1000次写/擦周期，数据保留时间可10年以上；(4)全静态工作模式：0Hz-33Hz ；(5)三级程序存储器锁定；(6)128*8位内部RAM ，32可编程I/O 线；(7)两个16位定时器/计数器，6个中断源；(8)全双工串行UART 通道，低功耗的闲置和掉电模式；(9)看门狗（WDT ）及双数据指针；(9)片内振荡器和时钟电路；2.2 温度传感器介绍DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C 。

1．设计任务与要求本课题的研究方法是利用单片机和数字温度传感器DS18B20设计一台数字温度计。

单片机作为主控制器，数字温度传感器DS18B20作为测温元件，传感器DS18B20可以读取被测量温度值，进行转换，从而用4位共阳极LED数码管来显示转换后的温度值，可以设定温度的上下限报警功能，实现报警提示。

2.系统的总体设计方案本设计将利用DS18B20智能温度传感器和单片机小系统，设计一个数字温度采集系统。

并设计一个人机接口电路：键盘采用独立按键（功能自定义），显示器采用共阴极4位LED显示。

系统的总体设计方案框图如图2.1所示图2.1 系统的总体设计方案框图3.硬件设计本设计采用的是AT89C52单片机为核心的数字温度计，包含了利用温度传感器DS18B20的测温电路、外接键盘、显示电路、报警电路、复位电路和晶振电路。

以DS18B20为主要测温元件进行实时监控温度值。

以4位数码管为显示器件，利用单片机的P0口和电阻排来驱动4位数码管的显示；利用单片机的P1.7来驱动温度传感器DS18B20测温；报警电路利用三极管放大作用驱动报警器报警；按键是利用单片机的P1口和上拉电阻来驱动工作3.1复位电路设计复位电路有上电自动复位和按键手动复位两种方式。

上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，只要电源VCC的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。

按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。

其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与VCC电源接通而实现的，而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的。

本系统的复位电路采用上电复位方式。

复位电路图如图3.1所示：3.2 晶振电路设计图3.1 复位电路图对于每个系统工程的晶振电路，都是用于单片机工作所需要的时钟信号，单片机只有在时钟信号的控制下，其各部件之间才能协调一致工作，时钟信号控制着计算机的工作节奏。

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安徽农业大学课程设计报告基于单片机的DS18B20数字温度计设计学生姓名杜恒院系名称物理与电子工程学院专业名称电子信息工程班级2008 级 6 班学号指导教师汪文蝶完成时间2011年 5 月 20 日基于单片机的DS18B20数字温度计设计学生姓名：杜恒指导老师：汪文蝶内容摘要：随着现代信息化技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能独立工作的温度检测系统已广泛应用于各种不同的领域。

本文介绍了一个基于STC89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温系统，并用LED数码管显示温度值，易于读数。

系统电路简单、操作简便，能任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值，系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。

关键词：单片机数字温度传感器温度计1 引言 (4)2 设计要求 (4)2.1 基本要求 (4)2.2 扩展功能 (4)3 总体方案设计 (4)3.1 方案论证 (4)3.1.1 方案一 (4)3.1.2 方案二 (5)3.2 总体设计框图 (5)4 硬件设计 (5)4.1 单片机系统 (5)4.2 数字温度传感器模块 (6)4.2.1 DS18B20性能 (6)4.2.2 DS18B20外形及引脚说明 (7)4.2.3 DS18B20接线原理图 (7)4.2.4 DS18B20时序图 (7)4.2.5 数据处理 (9)4.3 显示电路 (10)4.4 声光报警电路 (10)4.5 键盘输入电路 (11)5 软件设计 (11)5.1 主程序模块 (11)5.2 读温度值模块 (12)5.3 中断模块 (14)5.4 温度查询模块 (15)5.5 温度设定、报警模块 (16)5.6 数码管驱动模块 (18)6 源程序 (19)7 总结 (26)参考文献： (28)1 引言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是不可否定的，各种数字系统的应用也使人们的生活更加舒适。

基于单片机的数字温度计设计重庆三峡学院张立摘要：单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信号以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量。

单片机的接口信号是电数字信号，要想通过单片机获取温度这类非电信号的信息，必须使用温度传感器。

本文主要分析基于单片机的数字温度计设计。

关键词：单片机，温度计，数字传统数据采集系统中的一些温度信号需经传感器和变送器转换为标准电信号，这种方式需要设计专门的模拟接口电路，并且需要使用A/D转换器再将电信号转换为数字信号，单片机才能处理。

这种方法成本较高、设计复杂、精度较低。

目前，很多温度检测系统已采用单总线数字式温度传感器进行设计，由于采用了数字式检测器件，接口电路较简洁，可以直接得到温度的数字量给单片机进行处理。

以下将对基于单片机的数字温度计进行设计。

1设计思路及流程根据功能概述可将整个系统划分按键模块、显示模块、电源模块、报警模块、温度采集模块和单片机模块。

用户通过键盘模块设置上、下限温度报警值。

用户可以使用的按键有0-9十个数字按键，在数位间移动的NEXT按键，确定输入值班的确定键以及符号按键，共13个按键。

图1 系统模块图显示模块用于显示温度值。

温度值范围-50～+50℃，显示到小数点后一位，因此系统使用4个LED数码管显示器，采用静态显示方法，第一位LED数码管显示符号，第二、三位显示温度值整数部分，第四位显示小数部分。

温度采集模块主要测量冰箱内温度值，根据题目对温度的要求，可以采用铂电阻桥式测温法。

报警模块用于提供声、光报警信息。

通过蜂鸣器实现声音报警；通过变色二极管实现上限报警和下限报警，红色表示上限报警，绿色表示下限报警。

外部为系统提供+9V，可以用作运算放大器LM324的参考电压，但是单片机及其他芯片需要+5V电源，电源模块将外部+9V电压转变成+5V供系统使用。

单片机模块定时采集电压值，将其转换成温度值并显示；接收键盘输入，完成设置报警值的功能，因此可选用AT89C51单片机。

基于单片机的数字温度计设计摘要在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。

传统的测温元件有热电偶和二电阻。

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，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。

我们用一种相对比较简单的方式来测量。

我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125℃，最高分辨率可达0.0625℃。

DS18B20可以直接读出北侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

本文介绍一种基于AT89C52单片机的一种温度测量及报警电路，该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃~+100℃，使用LCD模块显示，能设置温度报警上下限。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C52单片机功能和应用。

该电路设计新颖、功能强大、结构简单。

关键词：温度测量，AT89C52，DS18B20，系统仿真Design of Digital Thermometer Based on SCMABSTRACTIn daily life and industrial production process, often used in the detection and control of temperature, temperature is the production process and scientific experiments in general and one of the important physical parameter. Traditional thermocouple and temperature components are the second resistor. The thermocouple and thermal resistance are generally measured voltage, and then replaced by the corresponding temperature, these methods are relatively complex, requiring a relatively large number of external hardware support. We use a relatively simple way to measure. We use the United States following DALLAS Semiconductor DS1820 improved after the introduction of a smart temperature sensor DS18B20 as the detection element, a temperature range of -55℃~125℃, up to a maximum resolution of 0.0625℃. DS18B20 can be directly read out the temperature on the north side, and three-wire system with single-chip connected to a decrease of the external hardware circuit, with low-cost and easy use. The introduction of a cost-based AT89C52 SCM a temperature measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperature sensor, measuring scope 0℃~+100℃, can set the warning limitation, the use of seven segments LCD that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the functions and applications of AT89C52 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.KEY WORDS: Temperature measurement，AT89C52，DS18B20，System simulation目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 设计背景 (2)1.1.1 温度计的介绍 (2)1.1.2 温度传感器的发展状况 (3)1.2 选题的目的和意义 (4)1.2.1 选题的目的 (4)1.2.2 选题的意义 (4)第2章系统概述 (5)2.1 设计方案的选择 (5)2.1.1 方案一 (5)2.1.2 方案二 (6)2.2 系统设计原理 (6)第3章系统硬件的设计 (8)3.1 AT89C52的介绍 (8)3.2 DS18B20的介绍 (11)3.2.1 DS18B20的引脚排列 (11)3.2.2 DS18B20内部结构 (12)3.2.3 DS18B20的测温原理 (16)3.2.4 DS18B20使用的注意事项 (17)3.3 数字温度计电路设计 (18)3.3.1 数字温度计原理图 (18)3.3.2 时钟电路的设计 (18)3.3.3 复位电路的设计 (19)3.3.4 接口电路的设计 (20)3.3.5 显示电路的设计 (20)3.3.6 报警电路的设计 (23)第4章系统软件的设计 (24)4.1软件Proteus与Keil (24)4.1.1 Proteus软件 (24)4.1.2 Keil软件 (27)4.2 系统主程序 (29)4.2.1 主程序 (29)4.2.2 DS18B20初始化 (30)4.2.3 温度转换命令子程序 (30)4.2.4 温度数据的计算处理方法 (31)4.3 源程序 (31)第5章仿真 (32)5.1 仿真结果 (32)结论 (34)谢辞 (35)参考文献 (36)附录 (37)外文资料翻译 (47)前言随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。

引言温度是一种最基本的环境参数，人民的生活环境与温度息息相关，因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。

温度测量在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用，而且随着科学技术的发展对温度测量的应用范围愈来愈广。

利用单片机技术的温度测控系统以其体积小，可靠性高而被广泛采用。

由于AT89S52单片机可以直接应用在对温度测量的各种测温器件。

本文就介绍了一种基于单片机的温度测量的方法。

用此方法所设计的数字温度计，结构简单，体积较小，可靠性高，操作方便，测量精度高，只需接通电源便可进行及时有效的温度测量，在各行各业均具有较广泛的用途，发展前景良好。

1. 方案论证1.1 系统功能定义根据设计要求，可以先大致勾勒出要完成设计，需要几个模块具有如下图所示的的功能，图1.1功能模块框图1.2总体方案通过对系统功能的定义，可以将基于单片机的数字温度计采用温度传感器DS18B20作为测温元件用来满足温度测量,并将温度信号经由其本身所具有的A/D转换功能,转换成数字信号经单片机处理显示于液晶显示器，从而完成温度的测量和显示。

整个系统控制将由AT89S52单片机芯片为核心构成。

选用DS18B20作为测温元件，SMC1602A作为显示器件,各个检测信号、显示信号可由单片机的I/O口进行。

设计任务：用单片机设计一个测温范围在—55～125℃的数字温度计。

设计要求：完成该系统的软硬件设计，学习掌握单片机采集温度的设计方法提高学习新知识、新技能的能力，培养独立设计的能力。

2.系统硬件电路设计2.1系统硬件框图根据系统功能要求，可以先大致勾勒出完成任务所需的系统硬件框图如下：图2.1硬件结构框图主控模块采用性价比较高的单片机芯片，在其内部将预设好的程序储存，可通过程序的运行控制测温模块进行测温，测温模块主要是由DS18B20构成，将其与所测对象进行接触即可获取被测对象的温度数据，报警模块只有当温度超出预定值时才会工作，而所测得的温度将通过显示模块的液晶显示器以数字形式显示。

编号：本科毕业论文基于单片机的数字温度计设计院系：信息工程学院姓名：徐翰学号：0835140161专业：通信工程年级：2008级指导教师：庞建丽职称：讲师完成日期：2012年5月摘要温度是生产过程和科学实验中非常关键的一项物理量，在日常生活、农业、工业、各种高新技术的开发和研究中也是一个非常普遍和常用的参数，许多地方都要使用温度计对温度进行测量。

随着人们生活水平的不断提高，对于温度计的要求也越来越高，使之能为人们的工作、科研、生活提供更好、更方便的服务。

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值，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。

现在温度计向着数字化、智能化方向发展。

本文采用美国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，可以设计一种相对比较简单的方式来测量温度。

DS18B20可以直接读出被测温度值，具有低成本和易使用的特点。

在数字温度计电路中设计了一种基于单片机AT89C51芯片的一种温度测量及报警电路。

硬件电路采用数字温度传感器DS18B20来测量温度，将温度值转换成相应的数字量传给单片机，经单片机AT89C51芯片处理后使用1602LCD液晶模块显示出具体的温度值。

在系统软件方面主要通过用C语言编程实现对各个电路的控制。

数字温度计主要是对温度进行采集、显示，所以系统软件程序主要包括主程序、读出温度子程序、计算温度子程序、显示温度子程序等几大块。

单片机通过软件可以控制各个硬件电路间数据的处理。

电路中可以设置温度报警上下限，超过上限或低于下限时可以自动报警。

关键词：1602LCD液晶模块；DS18B20数字温度传感器；AT89C51AbstractThe temperature is very critical in the production process and scientific experiments a physical quantity, in daily life, agriculture, industry, and a variety of high-tech development and research is a very common and frequently used parameters, many places have to use the thermometer to temperaturemeasurements. With the continuous improvement of people's living standard, the requirements of the thermometer is also getting higher and higher, so for the people's work, scientific research, life to provide better and more convenient services. Traditional components of the temperature thermocouple and thermal resistance, thermocouple and thermal resistance are generally measured voltage, converted to the corresponding temperature value, these methods are relatively complex, requiring more external hardware support. Thermometer toward digital, intelligent direction.In this paper, an improved smart temperature sensor DS18B20 DALLAS Semiconductor, following the DS1820 after the launch of the detection devices, and can design a relatively simple way to measure the temperature. DS18B20 can be directly read out the measured temperature value, low-cost and easy to use features. Digital thermometer circuit design based on a temperature measurement and alarm circuit of AT89C51 chip. The hardware circuit using a digital temperature sensor DS18B20 to measure the temperature, the temperature value is converted into the corresponding digital pass microcontroller AT89C51 chip processing 1602LCD module displays a specific temperature. System software by using the C programming language to achieve control of each circuit. Digital thermometer for temperature acquisition, display, system software program includes the main program, read out the temperature subroutine to calculate temperature subroutine show that the temperature subroutine several large pieces. SCM software can control the processing of the data between the various hardware circuit. Temperature alarm circuit can be set to the lower limit exceeds the limit or below the lower limit can automatically alarm.Key words :1602LCD module;DS18B20digital temperature sensor;AT89C51目录1 绪论 (1)1.1 数字温度计研究背景 (1)1.2 数字温度计研究目的和意义 (1)1.3数字温度计研究主要工作 (2)2 系统硬件电路设计 (3)2.1 数字温度计总体设计方案 (3)2.2 电源设计 (3)2.3 主控制器AT89C51 (4)2.3.1 单片机AT89C51结构和性能 (4)2.3.2 AT89C51管脚说明 (4)2.3.3 单片机晶振电路和复位电路 (6)2.4 DS18B20 (6)2.4.1 DS18B20引脚功能 (7)2.4.2 DS18B20性能特点 (7)2.4.3 DS18B20测温原理 (7)2.4.4 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (10)2.5 1602LCD液晶模块显示 (13)2.6 蜂鸣报警器 (15)2.7 数字温度计电路原理图 (15)3 系统软件设计 (16)3.1 系统软件设计思路 (16)3.2 读出温度子程序 (16)3.3 计算温度子程序 (17)3.4 显示温度子程序 (18)3.5 数字温度计主程序 (18)4 系统仿真 (19)4.1 Proteus仿真软件简介 (19)4.2 仿真原理图 (19)4.3 加载仿真程序 (19)总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)1 绪论1.1 数字温度计研究背景温度是我们日常生活和生产中经常接触到的物理量，但是它是看不到的。

课程设计题目：基于51单片机的数字温度计设计姓名：张鹏班级名称：采矿1109班学号：指导老师：曹金燕2015年设计任务书目录第1章概述 (1)1.1简述 (1)1.2任务描述 (1)1.3设计思路 (2)第2章系统主要元器件介绍 (2)2.1单片机的选用及功能介绍 (2)2.2DS18B20温度传感器介绍 (5)2.2.1引脚功能 (6)2.2.4 DS18B20的测温原理 (12)2.374LS244反相器简介 (14)第3章硬件电路的设计 (15)3.1接口设计 (15)3.2主板电路设计 (15)3.3其他电路设计 (16)第4章软件设计 (19)4.1主程序 (19)4.2读出温度子程序 (19)4.3温度转换命令子程序 (20)4.5显示数据刷新子程序 (21)4.6主要设计程序 (21)4.7调试 (23)第5章结束语 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录一 (27)摘要本文主要介绍了一种基于AT89S51单片机和DS18B20数字温度传感器来进行测温的方法。

具体设计时，作者对AT89S51和DS18B20进行了接口电路设计，同时利用74LS244进行段码驱动、实现数码管的显示输出；并在此基础上，通过软件设计实现温度的数据采集和传输。

由于DS18B20数字温度传感器是单总线器件，与AT89S51单片机组成一个测温系统，具有线路简单、体积小等特点，并且由于是在同一根通信线上，因此可以扩展、挂接很多这样的测温系统，十分方便。

关键词：数字温度计；AT89S51；DS18B20；74LS2第一章概述1.1 简述单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以直接处理电信号，也可以间接处理温度、湿度、压力等非电信号。

由于该特点，因而被广泛应用于工业控制领域。

另一方面，由于单片机的接口信号是数字信号，因此使用它来进行温度、湿度、压力等这类非电信号的信息处理，必须使用对应的传感器进行AD或DA转换，最后再传输给单片机进行最终的数据处理和显示。

基于单片机的数字温度计摘要：本文介绍一种基于AT89C2051单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围-55℃-～+125℃，使用4位LED模块显示，能通过键盘设置温度报警上下限。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C2051单片机功能和应用。

该电路设计新颖、功能强大、结构简单。

关键词：温度测量，DS18B20Abstract : The introduction of a cost-based AT89C2051 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor , measuring scope -55℃-～+125℃,can use the keybordset the warning limitation, the use of four bits seven segments LED thatcan be display the current temperature. The paper focuses on providinga software and hardware system components circuit, introduced the theoryof DS18B20, the founctions and applications of AT89C2051 .This circuitdesign innovative, powerful, can be expansionary strong.Key Words: Temperatur measurement, DS18B201前言数字温度计（Digital Thermometer）简称DTM，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。

毕业设计论文系部电气工程系专业应用电子技术姓名周敏学号 22 题目数字温度计目录一、引言二、系统方案论证与比较（一）、方案一（二）、方案二（三）、方案比较（四）、方案代替三、系统器件选择（一）、单片机的选择(二) 、AT89S51 引脚功能介绍（三）、温度传感器的选择1、LM35 简单介绍2、LM35 使用中的注意事项四、硬件设计电路五、软件设计（一）、主程序（二）、各模块流程设计六、系统调试（一）、调试方法（2）、调试结果七、总结八、致谢一、引言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。

本毕业设计介绍了温度计的测量和控制之间的关系：检测是控制的基础和前提，而检测的精度必须高于控制的精确度，否则无从实现控制的精度要求。

不仅如此，检测还涉及国计民生各个部门，可以说在所以科学技术领域无时不在进行检测。

科学技术的发展和检测技术的发展是密切相关的。

现代化的检测手段能达到的精度、灵敏度及测量范围等，在很大程度上决定了科学技术的发展水平。

同时，科学技术的发展达到的水平越高，又为检测技术、传感器技术提供了新的前提手段。

目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。

目前的温度计中传感器是它的重要组成部分，它的精度灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。

传感器应用极其广泛，目前已经研制出多种新型传感器。

综上所述，数字温度计加入传感器和单片机是很重要的，单片机应用系统开发技术是当前最流行最普遍的实用技术之一，大多数电子产品与设备都采用单片机技术的支持。

基于单片机的数字温度计设计摘要：本文设计了一种基于单片机控制的数字温本设计度计，本设计所介绍的数字温度计与传统温度计相比，具有读数方便，测温范围广，输出温度采用数字显示。

该设计控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，用共阳极LED数码管显示，能够准确达到要求。

温度计电路设计控制器采用单片机AT89S51，具有低电压供电和体积小等特点，温度传感器采用DS18B20，DS18B20温度传感器是美国最新推出的一种温度传感器，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读数方式，仅需要一个端口引脚进行通信，内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM.显示电路采用LED动态显示方式。

关键词：单片机；DS18B20 ；超限报警；LED显示；前言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。

温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常用到的一个物理量。

测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。

最常见到得测量温度的工具是各种各样的温度计，例如：水银玻璃温度计，酒精温度计，热电偶或热电阻温度计等。

它们常常以刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。

利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，有直观准确。

1总体方案设计1.1设计方案论证针对本课题的设计任务，进行分析得到：本次设计用温度传感器进行温度的测量，转化了的温度信号由传感器直接得到了数字信号。

该数字温度计的设计，在总体上大致可分为以下几个部分组成：1.单片机控制电路；2.温度传感器；3.开关控制电路；4.LED显示电路。