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数字温度计DS18B20课程设计报告1. 课程设计背景数字温度计是一款可以测量温度并输出数字信号的电子设备。
它具有高精度、可编程、低功耗等优点，因此在很多领域都有广泛应用，比如环境温度监测、工业控制、食品加工等。
DS18B20是一款数字温度传感器，它以数字方式输出采集到的温度值，精度高达±0.5℃，提供了多种通信协议，应用灵活。
在本次课程设计中，我们将学习如何使用DS18B20来制作一款数字温度计。
2. 课程设计目标在本次课程设计中，我们的目标是：1.学习数字温度计的工作原理和基本构成；2.掌握DS18B20的使用方法和通信原理；3.制作一款数字温度计，并进行温度测量和数据传输。
3. 课程设计内容3.1 数字温度计的工作原理数字温度计的工作原理是利用温度传感器采集温度信息，然后通过模数转换器（ADC）将模拟信号转换成数字信号，并且通过数字信号处理单元进行处理，并显示在屏幕上。
温度传感器一般分为两种类型，即模拟温度传感器和数字温度传感器。
3.2 DS18B20的使用方法和通信原理DS18B20可以通过多种通信协议与主控板进行通信，如1-wire协议、I2C协议等。
1-wire协议是一种仅使用单个总线的串行协议，利用单总线实现数据传输。
3.3 制作数字温度计我们可以通过编程语言来控制DS18B20进行温度采集，并用LCD屏幕显示温度值。
首先要准备所需的材料和工具，包括Arduino开发板、DS18B20传感器、LCD显示屏、杜邦线、面包板等。
具体步骤如下：•连接DS18B20传感器•连接LCD显示屏•编写程序4. 课程设计成果经过学习和实际操作，我们可以掌握数字温度计的工作原理和基本构成，以及DS18B20的使用方法和通信原理。
同时，我们可以独立制作一款数字温度计，在温度测量和数据传输方面有了实际经验。
这些知识和技能对于我们学习和研究电子技术都非常有帮助。
5.通过本次课程设计，我们学习了数字温度计的工作原理和基本构成，以及DS18B20的使用方法和通信原理。
1 设计概况 1.1 设计概述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A T89C52，测温传感器使用DS18B20，用两只4位共阴极LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
1.2 设计符合以下要求： ■基本范围-20℃-70℃ ■精度误差为±0.5℃■LED 数码管直读显示，当温度为“负”,则显示负号；最低位显示摄氏度符号“C ”。
■当温度不在基本范围内时，蜂鸣器报警■当温度大于70℃， 发光二极管闪烁；当温度小于-20℃， 发光二极管闪烁 1.3 所用材料：温度传感器DS18B20一个，A T89C52一个，12M 晶振一个，四位共阴极数码管两个，蜂鸣器一个，发光二极管两个，电阻电容及导线若干。
2 方案的总体设计框图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AT89C52，温度传感器采用DS18B20，用两只4位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。
图1 总体设计方框图2.1 主控制器主控制器采用单片机AT89C52。
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央 处理器和Flash 存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，主控 制 器LED显 示 温 度传感器时钟振荡蜂鸣器 发光二极管2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
数字温度计设计实验报告标题：数字温度计设计实验报告摘要：本实验旨在设计一个数字温度计，并通过实验验证其准确性和稳定性。
实验采用了数字温度传感器和微控制器进行设计，通过对比实验结果和标准温度计的测量结果，验证了数字温度计的准确性和稳定性。
实验结果表明，设计的数字温度计具有较高的测量精度和稳定性，可应用于工业生产和科研领域。
引言：温度是物体内部分子运动的表现，是一个重要的物理量。
在工业生产和科研领域，准确测量温度对于控制生产过程、保证产品质量和研究物质性质具有重要意义。
传统的温度计有玻璃温度计、金属温度计等，但其测量范围有限，且不便于数字化处理。
因此，设计一种数字温度计具有重要意义。
实验设计：本实验采用数字温度传感器和微控制器进行设计。
数字温度传感器采集环境温度，并将信号传输给微控制器进行处理。
微控制器通过内部算法对温度信号进行处理，并将结果显示在数码管上。
实验采用标准温度计测量环境温度，并将结果作为对比实验。
实验步骤：1. 搭建数字温度计实验平台，连接数字温度传感器和微控制器；2. 将标准温度计放置在与数字温度传感器相同的环境中，测量环境温度；3. 同时，数字温度传感器采集环境温度，并将结果显示在数码管上；4. 对比标准温度计和数字温度计的测量结果，分析其准确性和稳定性。
实验结果：经过对比实验，标准温度计和数字温度计的测量结果基本一致，表明设计的数字温度计具有较高的测量精度。
在不同环境温度下，数字温度计的测量结果稳定，显示出良好的稳定性。
因此，设计的数字温度计具有较高的准确性和稳定性，可应用于工业生产和科研领域。
结论：本实验成功设计了一个数字温度计，并验证了其准确性和稳定性。
设计的数字温度计具有较高的测量精度和稳定性，可满足工业生产和科研领域对于温度测量的要求。
未来可以进一步优化设计，提高数字温度计的性能，并拓展其在更广泛的领域应用。
单片机原理及应用课程设计报告书题目：DS18B20数字温度计姓名: 李成学号：133010220指导老师：周灵彬设计时间： 2015年1月目录1. 引言 (3)1。
1.设计意义31.2。
系统功能要求32。
方案设计 (4)3. 硬件设计 (4)4. 软件设计 (8)5。
系统调试106. 设计总结 (11)7. 附录 (12)8. 参考文献 (15)DS18B20数字温度计设计1.引言1.1. 设计意义在日常生活及工农业生产中，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，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。
其缺点如下:●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之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—55~125℃，最高分辨率可达0。
0625℃。
DS18B20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，具有低成本和易使用的热点。
1.2. 系统功能要求设计出的DS18B20数字温度计测温范围在0～125℃，误差在±1℃以内，采用LED数码管直接读显示.2. 方案设计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4。
1图所示:图4.13。
硬件设计温度计电路设计原理图如下图所示，控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20，使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。
AT89C51 主 控制器 DS18B20 显示电路 扫描驱动主控制器单片机AT89C51具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好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.系统可用两节电池供电。
AT89C51的引脚图如右图所示：VCC：供电电压。
课程设计报告书---数字温度计一、选题背景本实验课题是基于AT89C51单片机设计一个温度范围为-20-80℃，分辨率<±0.5℃的数字温度计。
设计实验中，考虑到A/D转换以及放大电路等各种因素，我组采用DS18B20温度传感器，在数码管显示方面，我们采用了LCD1602数码管。
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。
DS18B20测温原理如图1所示。
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。
高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。
LCD1602的8根数据线和3根控制线E，RS和R/W与单片机相连后即可正常工作。
一般应用中只须往LCD1602中写入命令和数据，因此，可将LCD1602的R/W读/写选择控制端直接接地，这样可节省1根数据线。
VO引脚是液晶对比度调试端，通常连接一个10kΩ的电位器即可实现对比度的调整；也可采用将一个适当大小的电阻从该引脚接地的方法进行调整，不过电阻的大小应通过调试决定.LCD1602的引脚图见下图2.图1.DS18B20原理图图2.LCD1602引脚图二、方案论证(设计理念)DS18B20温度传感器具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，同时，它也具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样的特点。
实验要求用到A/D转换，DS18B20正好对应的就是数字信号输出。
因为我们需要显示的内容并不是很多，所以我们决定使用LCD1602显示屏，它是2行每16字符/行的显示屏，规划第一行显示温度，第二行显示温度是否超过阈值。
LCD1602的使用也非常简单方便。
整体来说该实验并不是很复杂，所以我们用到的程序以及设备也不会很麻烦，构思起来也比较清晰。
三、过程论述我们首先着力的是Keil程序编写，主要程序见图3。
数字温度计设计实验报告一、实验任务温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。
本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计，即用数字显示被测温度。
具体要求如下:(1). 测量范围-20,150度。
(2). 测量精度0.5度。
(3). 4位LED数码管显示。
通过温度传感器LM35采集到温度信号，经过整形电路送到A/D转换器，然后通过译码器驱动数码管显示温度。
ICL7107集A/D转换和译码器于一体，可以直接驱动数码管，省去了译码器的接线，使电路精简了不少，而且成本也不是很高。
ICL7107只需要很少的外部元件就可以精确测量0到200mv电压，LM35本身就可以将温度线性转换成电压输出。
综上所述，采用LM35采集信号，用ICL7107驱动数码管实现信号的显示。
故采用基于LM35与ICL7107的数字温度计设计方案。
二、原理框图传感器数码管驱A/D转化温度显示温度采集动三、电路原理及其电路组成数字温度计的设计原理图见附录1。
它通过LM35对温度进行采集，通过温度与电压近乎线性关系，以此来确定输出电压和相应的电流，不同的温度对应不同的电压值，故我们可以通过电压电流值经过放大进入到A/D转换器和译码器，再由数码管表示出来。
1、传感电路LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。
因而，从使用角度来说，LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，LM35无需外部校准或微调，可以提供?1/4?的常用的室温精度。
LM35具有以下特点:(1)工作电压:直流4,30V;(2)工作电流:小于133μA(3)输出电压:+6V,-1.0V(4)输出阻抗:1mA 负载时0.1Ω;(5)精度:0.5?精度(在+25?时);(6)漏泄电流:小于60μA;(7)比例因数:线性+10.0mV/?;(8)非线性值:?1/4?;(9)校准方式:直接用摄氏温度校准;(10)封装:密封TO-46 晶体管封装或塑料TO-92 晶体管封装;(11)使用温度范围:-55,+150?额定范围电压输出采用下图接法:2、A/D转化器ICL7107是高性能、低功耗的三位半A\D转换器，同时包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。
.课程设计报告书课程名称：单片机课程设计题目：数字温度计系别：电子工程系专业班级：电信1103班组员：张春良张吉晴贺凌伟田野学号：张春良：201106002347 张吉晴：201106002344 贺凌伟：201106002342 田野：201106002343 指导教师：李小武内容摘要：目前，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以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。
单片机是一种特殊的计算机,它是在一块半导体的芯片上集成了CPU,存储器，RAM，ROM，及输入与输出接口电路，这种芯片称为:单片机。
由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便的优点，使它迅速的得到了推广应用，目前已成为测量控制系统中的优选机种和新电子产品中的关键部件。
单片机已不仅仅局限于小系统的概念，现已广泛应用于家用电器，机电产品，办公自动化用品，机器人，儿童玩具，航天器等领域。
本次课程设计，就是用单片机实现温度控制，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。
本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计。
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数字温度计目录内容摘要 (2)1.概述 (4)1.1设计目的1.2设计原理1.3设计难点设计任务与要求 (4)设计方案与选材 (4)2.DS18B20温度传感器 (5)3.Proteus 仿真设计 (14)4.电路原理图 (16)5.PCB工程布线，布局 (17)6.实物图 (18)7.软件程序设计 (21)8.调试性能及分析 (26)9.课程设计心得 (26)10.参考文献 (28)附录 (28)1概述1.1设计目的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。
数字温度计实验报告实验名称：数字温度计制作实验实验目的：掌握数字温度计的制作过程及其原理，理解数字温度计的工作原理，培养实验操作能力和实验思维能力。
实验原理：数字温度计是用单片机芯片作为控制器，将温度传感器检测到的模拟信号转化为数字信号，再通过液晶显示屏实时显示温度值。
实验器材：1.数字温度计DIY套件2.电子元器件（电阻、电容、晶体振荡器、液晶显示器）3.电路板4.焊锡工具、插头线5.温度计测试仪器（模拟温度计、数字温度计）实验步骤：1.准备工作：（1）将电路板放置于安全、平稳的场所，清理干净表面。
（2）将电路板和电子元器件分类放置。
2.焊接电子元器件：（1）先将较小、比较短的元器件焊接上去。
如电容、电阻。
（2）再将较大、比较长的元器件焊接上去。
如晶体振荡器、液晶显示器。
3.安装液晶显示器：（1）连接液晶屏的后面板和电路板的对应接口。
（2）将液晶屏锁入安装板中，轻轻按压。
4.测试电路板：（1）使用模拟温度计测量温度，将温度传感器插入电路板。
（2）开启电源，读取电路板上液晶屏的显示数值和模拟温度计的数值，检测温度计的精度。
5.校正电路板：（1）进入电路板的校准程序，根据实测温度值和电路板显示的温度值进行校准。
（2）校准后，再次使用模拟温度计测量温度，检测校准的效果。
实验结果：根据实验结果，我们制作出了一个精度较高的数字温度计，它可以显示出实时温度值，可广泛应用于各种实际场合。
结论：通过此次实验，基本掌握了数字温度计的制作过程及其原理，加深了对数字温度计的理解，提升了实验操作能力和实验思维能力。
数字温度计系统详细设计报告一设计要求1.1.系统功能要求对于设计的数字温度计系统，主要是以AT89C51(AT89C52)单片机为控制核心，采用高精度的传感器(DS18B20）对需要测量的周围温度进行周期性的测量，并用简单的通信技术，数码管显示技术，误差修正等技术，以最新的DS18B20温度传感器作为测量元件，构成一个较简单的温度测量系统。
并最终能实现对周围环境中的温度数据的精确采集，加以处理后显示在由数码管组成的显示器上。
1.2.其他要求：该测量系统尽量做到体积小、精度较高、数据传输可靠性高、功耗低、功能易扩展，对周围环境的适应性要强。
另外从经费方面除了特殊元件外，本着一切在能实现功能的基础上从简选择的原则。
2.1方案论证与选择该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成，实现的方法有很多种，下面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案（1）温度采集电路方案一采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以使用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成，热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。
通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测结点的温度。
数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机，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。
热电偶的优点是工作温度范围非常宽，且体积小，但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点，并且这种设计需要用到A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。
系统主要包括对A/D0809 的数据采集，自动手动工作方式检测，温度的显示等，这几项功能的信号通过输入输出电路经单片机处理。
此外还有复位电路，晶振电路，启动电路等。
故现场输入硬件有手动复位键、A/D 转换芯片，处理芯片为51 芯片，执行机构有4 位数码管、报警器等。
单片机数字温度计课程设计报告1.引言2.课程目标3.教学内容4.教学方法5.教学评价6.结论7.参考文献引言：数字温度计是现代生活中常用的一种温度测量工具。
对于学生来说，了解数字温度计的使用原理和正确使用方法是非常必要的。
因此，本课程设计旨在帮助学生掌握数字温度计的基本知识和技能，提高其实际应用能力。
课程目标：1.了解数字温度计的基本原理和结构。
2.掌握数字温度计的使用方法。
3.能够正确进行数字温度计的校准和维护。
4.能够应用数字温度计进行实际温度测量。
教学内容：1.数字温度计的基本原理和结构。
2.数字温度计的使用方法。
3.数字温度计的校准和维护。
4.数字温度计的实际应用。
教学方法：本课程采用讲授、实验和讨论相结合的教学方法。
通过讲解数字温度计的基本原理和结构，让学生了解数字温度计的工作原理；通过实验操作，让学生掌握数字温度计的使用方法和校准方法；通过讨论，让学生了解数字温度计的实际应用场景。
教学评价：本课程的教学评价主要采用考试和实验报告相结合的方式。
考试主要考查学生对数字温度计的理论知识掌握情况；实验报告主要考查学生对数字温度计的实际应用能力和实验操作能力。
结论：通过本课程的研究，学生能够掌握数字温度计的基本知识和技能，提高其实际应用能力，为其未来的研究和工作打下坚实的基础。
参考文献：1.《数字温度计使用手册》2.《数字温度计原理与应用》3.《温度测量技术与应用》1.设计任务1.1 设计目的本设计旨在实现一个温度监测系统，能够实时监测环境温度，并在温度超出预设范围时发出报警信号，同时在液晶显示屏上显示当前温度。
1.2 设计指标本设计的主要指标包括：温度监测精度、报警准确性、系统响应速度、硬件成本、软件复杂度等。
1.3 设计要求本设计要求系统稳定可靠，操作简便，能够满足实际应用需求。
2.设计思路与总体框图本系统采用单片机作为主控芯片，通过温度传感器采集环境温度，并将数据传输到单片机进行处理。
同时，液晶显示屏用于显示当前温度，按键用于对系统进行设置和调整。
硬件课程设计实验报告课题：数字温度计目录一．需求分析 (1)二．概要设计 (1)三．硬件电路设计 (3)四．系统软件设计 (5)五．软件仿真 (8)六．实际连接与调试 (9)七．本次课设的收获与感受 (11)附录（程序源代码） (12)一．需求分析功能要求：测量环境温度，采用接触式温度传感器测量，用数码管显示温度值。
设计要求：（一）功能要求(1) 由4位数码管显示当前温度。
(2) 具备报警，报警门限通过键盘设置。
(3) 精度为0.5℃。
（二）画出参考的电路原理图（三）画出主程序及子程序流程图、画出MCS51内部RAM 分配图，并进行适当地解释。
（四）写出实现的程序及实现过程。
并进行适当地解释说明。
二．概要设计（一）方案选择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。
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。
（二）系统框图该系统可分为以下七个模块：（1）控制器：采用单片机STC89C52对采集的温度数据进行处理；（2）温度采集：采用DS18B20直接向控制器传输12位二进制数据；（3）温度显示：采用了4个LED共阴极七段数码管显示实际温度值；（4）门限设置：主要实现模式切换及上下门限温度的调节；（5）报警装置：采用发光二极管进行报警，低于低门限或高于高门限均使其发光；（6）复位电路：对整个系统进行复位；（7）时钟振荡模块：为整个系统提供统一的时钟周期。
（三）重要器件及其相关参数（1）单片机STC89C52P0.0~P0.7：通用I/O引脚或数据低8位地址总线复用地址；P1.0~P1.7：通用I/O引脚；P2.0~P2.7：通用I/O引脚或高8位地址总线复用地址；P3.0~P3.7：通用I/O引脚或第二功能引脚（RxD、TxD、INT0、INT1、T0、T1、WR、RD）；XTAL1、XTAL2：外接晶振输入端；RST/Vpd：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚；Vcc：接+5V电源；Vss：地端。
数字温度计实验报告一，实验目的1. 学习80C52单片机的内部的定时器及各接口的功能及应用。
2. 设计任务及要求利用实验平台上LED数码管和蜂鸣器设计具有最低、最高温度查询，实时显示和报警功能的数字温度器。
二，实验要求基本要求：1：能够实时显示环境温度。
2：能够保存使用时间内的最大值和最小值，能够查阅。
3：有温度报警功能，能够设置报警温度。
用绿灯表示正常温度，红灯表示报警同时发声。
扩展功能：查询最低和最高温度时，指示灯蓝灯和黄灯分别表示当前先显示的是高温还是低温。
三，实验基本原理利用单片机定时器完成报警检测功能。
每隔一段时间定时器0对当前温度值进行检测，当超过设定温度30度时红灯亮并发生报警。
为了将时间在LED数码管上显示当前温度，采用动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。
由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。
该设计采用四按键输入，当按键1（2）按下，可分别查看当前最低（最高）温度。
四，实验设计分析针对要实现的功能，采用AT89S52单片机和ds18b20温度传感器进行设计，AT89S52 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，它有以下特点：1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash2、晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz）3、内部程序存储器（ROM）为 8KB4、内部数据存储器（RAM）为 256字节5、32 个可编程I/O 口线6、8 个中断向量源7、三个 16 位定时器/计数器8、三级加密程序存储器9、全双工UART串行通道Ds18b20管脚图为：ds18b20管脚图DS18B20的引脚功能：DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地。
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。
位数字显示温度计》设计报告设计时间: 2011 12 20班级:姓名:报告页数: 17 页课程设计报告学院信息工程专业学号姓名(合作者: )成绩评定_______教师签名_______课程设计报告目录一、设计任务与要求二、设计方案及比较（设计可行性分析）三、系统设计总体思路四、系统原理框图及工作原理分析五、系统电路设计及参数计算, 主要元器件介绍及选择以及数据指标的测量六、画出电路原理图及PCB图七、产品制作及调试八、实验结果和数据处理九、结论（设计分析）十、问题与讨论摘要：温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。
测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。
最常见到的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。
本次我们设计的数字显示温度计可以直接测量温度, 得到温度的数字值, 既简单方便, 又直观准确。
一、设计任务与要求（一）设计任务:采用温度传感器LM35, 位A/D转换器、数码或液晶显示器设计一个日常温度数字温度计。
产品指标及技术要求:①温度显示范围: 0℃~50℃；②数字显示分辨率: 0.1℃；③精度误差≤0.5℃；④电路工作电源可在5~9V范围内工作.参考芯片: 3位半A/D转换器: CC7106/ CC7107、CC7126/ CC7127 温度传感器: LM35 LCD显示器: 数码显示管:共阳或共阴极（二）实验测试要求1. 测温度传感器输出曲线, 即V/℃曲线；2. 调整电路的参数以及参考电压；3. 用示波器测量A/D转换器的BP、POL管脚波形及输出驱动波形；4. 记录Vin与显示的数值关系；二、方案论证与比较电路的组成: LM35温度传感器、芯片ICL7107、数码管和其他元件组成的电路。
选择理由：原理简单, 节约成本1.LM35温度传感器的选择感测温度的產品有多种类型, 依特性可概分为膨胀变化型、颜色变化型、电阻变化型、电流变化型、电压变化型、频率变化型…等, 常用的有热敏电阻、热电偶、热电阻、双金属片传感器、集成温度传感器。
一．数字温度计的总体方案设计根据系统设计的功能，本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力来测量、显示温度数值。
初步确定设计系统由单片机主控模块、测温模块、显示模块共3个模块组成，电路系统框图如图所示。
图系统基本方框图对于单片机的选择，如果用8051系列，由于它没有内部RAM，系统又需要一定的内存存储数据。
AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS 8位的单片机，片内含8k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，功能强大的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
而AT89S52与AT89C51相比，外型管脚完全相同，AT89C51的HEX程序无须任何转换可直接在AT89S52运行，且AT89S52比AT89C51新增了一些功能，相比较后，在本设计中选用AT89S52更能很好的实现温度计控制功能。
测温电路可以使用热敏电阻之类的器件，利用其感温效应，将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处理。
但是这种感温电路比较复杂，且采用热敏电阻精度低，重复性、可靠性都比较差。
如果采用温度传感器DS18B20可以减少外部硬件电路，而且可以很容易直接读取被测温度值，进而转换，且成本低、易使用，可以很好的满足设计要求。
所以本文采用传感器DS18B20代替传统的测温电路。
温度的显示可以采用LED数码管来显示，LED亮度高、醒目，但是电路复杂，占用资源多且信息量小。
而采用液晶显示器有明显的优点：工作电流比LED小几个数量级，功耗低；尺寸小，厚度约为LED的1/3；字迹清晰、美观、使人舒服；寿命长，使用方便，可得性强。
故本设计采用LCD来显示温度。
二、系统器件的具体选择单片机的选择本次设计采用的是单片机AT89C52。
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash 存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
一．数字温度计的总体方案设计根据系统设计的功能，本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力来测量、显示温度数值。
初步确定设计系统由单片机主控模块、测温模块、显示模块共3个模块组成，电路系统框图如图所示。
图系统基本方框图对于单片机的选择，如果用8051系列，由于它没有内部RAM，系统又需要一定的内存存储数据。
AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS 8位的单片机，片内含8k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，功能强大的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
而AT89S52与AT89C51相比，外型管脚完全相同，AT89C51的HEX程序无须任何转换可直接在AT89S52运行，且AT89S52比AT89C51新增了一些功能，相比较后，在本设计中选用AT89S52更能很好的实现温度计控制功能。
测温电路可以使用热敏电阻之类的器件，利用其感温效应，将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处理。
但是这种感温电路比较复杂，且采用热敏电阻精度低，重复性、可靠性都比较差。
如果采用温度传感器DS18B20可以减少外部硬件电路，而且可以很容易直接读取被测温度值，进而转换，且成本低、易使用，可以很好的满足设计要求。
所以本文采用传感器DS18B20代替传统的测温电路。
温度的显示可以采用LED数码管来显示，LED亮度高、醒目，但是电路复杂，占用资源多且信息量小。
而采用液晶显示器有明显的优点：工作电流比LED 小几个数量级，功耗低；尺寸小，厚度约为LED的1/3；字迹清晰、美观、使人舒服；寿命长，使用方便，可得性强。
故本设计采用LCD来显示温度。
二、系统器件的具体选择单片机的选择本次设计采用的是单片机AT89C52。
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
重庆文理学院单片机课程综合设计设计题目:数字温度计学号：**************：**班级：2013级电气S2班提交日期：2016.01.14电子电气工程学院目录一.引言二.设计务任和要求三. 系统总体方案及硬件设计四. 系统软件算法分析五. 电路仿真六.电路板制作过程七. 电路调试过程八. 总结与体会九. 参考文献十. 源程序一引言随着电子技术的不断发展，我们能应用到的电子产品也越来越多。
而生活中我们用的很多电子产品都越来越轻巧，价格也越来越便宜．利用电子芯片实现的东西也越来越来越多，比如数字温度计。
当然，非电子产品的常用温度计也很便宜。
此次课设论文所介绍的是自己动手制作的一个高精度数字温度计。
本次课设不但丰富了课余生活，还从实践中学到并了很多新知识，并从中巩固了以前的知识。
用Protel 99软件来设计制作电路板——PCB(Printed circuit Bound)。
在PCB上，布置一系列的芯片、电阻、电容等元件，通过PCB上的导线相连，构成电路，一起实现一定的功能。
电路通过连接器或者插槽进行输入/输出，有时还有显示部分（如发光二极管LED、.数码显示器等）。
可以说，PCB是一块连接板，它的主要目的是为元件提供连接，为整个电路提供输入输出端口和显示，电气连接通性是PCB最重要的特性之一。
PCB在各种电子设备中有如下功能：（1）提供集成电路等各种电子元件固定、装配的机械支撑。
（2）实现集成电路等各种电子元件之间的布线和电气连接或电绝缘，提供所要的电气特性。
（3）为电动装配提供阻焊徒刑，为元器件插装、检查、维修提供识别符和图形。
做本课题的所用到的知识是我们学过的模拟电子电路以及数字逻辑电路等，当然还用到了刚刚学过不久的单片机知识。
本次课设是把理论和实践结合起来，这不但可以锻炼自己的动手能力，而且还可以加深对数字逻辑电路和模拟电子电路的学习和理解。
同时也激起了我学好单片机的斗志。
为了全面清晰的表达，本论文用图文并茂的方式，尽可能详细的地介绍此次设计的全过程。
二设计务任和要求2.1、基本范围-20℃——100℃2.2、精度误差小于0.5℃2.3、LED 数码直读显示2.4、可以任意设定温度的上下限报警功能三系统总体方案及硬件设计3.1数字温度计设计方案论证3.1.1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，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。
而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响从而出现较大的偏差。
3.1.2 方案二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，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。
从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，费用较低，可靠性高，软件设计也比较简单，故采用了方案二。
3.2系统总体设计温度计电路设计总体设计方框图如图3.1所示，控制器采用单片机STC89C52，温度传感器采用DS18B20，用4位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。
图3.1有了总体设计方案后，下面就是原理图的制作了。
原理图如下图2.2及图2.3示。
为了降低绘制PCB是的麻烦度，特意将数码管电路与主控制电路分开画，最后两者是用导线连接。
数码管位选接P20—P23，段选接P0口。
图3.2数码管电路图3.3单片机控制电路3.3模块简介系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。
3.3.1 主控制器单片机STC89C52 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。
晶振采用12MHZ。
复位电路采用上电加按钮复位。
图3.4晶振电路图3.5复位电路3.3.2 显示电路显示电路采用4 位共阴极LED 数码管，P0 口由上拉电阻提高驱动能力，作为段码输出并作为数码管的驱动。
P2 口的低四位作为数码管的位选端。
采用动态扫描的方式显示。
3.3.3温度传感器DS18B20 温度传感器是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，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９～１２位的数字值读数方式。
DS18B20 的性能特点如下：1、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；2、多个DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能3、无须外部器件；4、可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；5、零待机功耗；6、温度以９或１２位数字；7、用户可定义报警设置；8、报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；9、负电压特性，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；DS18B20 可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20 的1 脚接地，2 脚作为信号线，3 脚接电源。
为保证在有效的DS18B20 时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET 管来完成对总线的上拉。
当DS18B20 处于写存储器操作和温度A/D 转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。
采用寄生电源供电方式时VDD 端接地。
由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。
图3.6温度传感器与单片机的连接3.3.4报警温度调整按键本系统设计三个按键，采用查询方式，一个用于选择切换设置报警温度和当前温度，另外两个分别用于设置报警温度的加和减。
均采用软件消抖。
图3.7按键电路四系统软件算法分析系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序，按键扫描处理子程序等。
4.1主程序流程图主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20 的测量的当前温度值，温度测量每1s 进行一次。
这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图4.1 所示。
图4.1 主程序流程图4.2读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM 中的9 字节，在读出时需进行CRC 校验，校验有错时不进行温度数据的改写。
其程序流程图如图4.2 示4.3温度转换命令子程序温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12 位分辨率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s 显示程序延时法等待转换的完成。
温度转换命令子程序流程图如图3.3 所示图4.2读文读流程图图4.3温度转换流程图4.4 计算温度子程序计算温度子程序将RAM 中读取值进行BCD 码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其程序流程图如图4.4 所示。
4.5 显示数据刷新子程序显示数据刷新子程序主要是对分离后的温度显示数据进行刷新操作，当标志位位为1时将符号显示位移入第一位。
程序流程图如图4.5。
图4.4 计算温度流程图图4.5显示数据刷新流程图4.6按键扫描处理子程序按键采用扫描查询方式，设置标志位，当标志位为1 时，显示设置温度，否则显示当前温度。
如下图4.6 示。
图4.6按键扫描处理流程图五电路仿真通过仿真软件验证该原理图的可行性。
采用protues软件对电路仿真，可以得到预期效果。
因protues软件中没有STC89C52故用AT89C52代替。
仿真图如图 5.1示图5.1电路仿真图右图5.2为温度传感器的仿真效果图，此图验证了传感器的温度与数码管显示的数字一致。
当按下SET 键一次时，进入温度报警上线调节，此时显示软件设置的温度报警上线，按ADD或DEC 分别对报警温度进行加一或减一。
当再次按下SET 键时，进入温度报警下线调节，此时显示软件设置的温度报警下线，按ADD或DEC 分别对报警温度进行加一或减一。
当第三次按下SET 键时，退出温度报警线设置。
显示当前温度。
验证了电路图正确性后，下面就进入PCB的绘制了六电路板制作过程随着计算机技术的发展，电路设计中的很多工作都可以交由计算机来完成。
Protel 99SE系统是一套建立在PC环境下的EDA电路集成设计系统，由于其高度的集成性与扩展性，很快就成为PC平台上最流行的电子设计自动化软件。
在完成本课程设计过程中，充分运用了Protel99SE的电路及PCB设计功能加快了设计进程，下面将就电路板的制作过程做详细阐述。
Protel进行电路设计有两个步骤如下图所示:电路原理图设计印刷电路板设计产生网络表图9 电路板设计的步骤图6.1 PROTEL设计步骤6.1 原理图编辑原理图的设计是整个电路设计的基础，它决定了后面工作的进展。
原理图的设计过程可以按下图所示的设计流程进行。
图6.2 设计流程图（1）图纸设置是绘制电路图的第一步，必须根据实际电路的大小来选择合的图纸设置图纸的大小包括设置图纸尺寸、网络和光标的设置等等。
（2）加载元器件库，在Protel 99 SE中，原理图中的元器件符号均存放在不同的原理图元件库中，在绘制电路原理图之前，必须将所需的原理图元件库装入原理图编辑器。
（3）放置元器件，即将所需的元件符号从元件库中调入原理图中。
（4）调整元器件布局，将各个元件用具有电气性能的导线连接起来并进一步调整元器件的位置、元器件标注的位置及连线等。
（5）最后打印存盘。
5.2 PCB制作在绘制好原理图的情况下要想得到一块电路板还需要绘制一张PCB版图，PCB做的好坏将直接影响电路板的美观和性能，所以要尽量把PCB做的合理。
我们可以按以下流程来完成PCB的绘制。
开始规划电路板设置参数装入元件网表及封装保存及打印手动调整布线元件布局结束图6.3 PCB设计流程图整个过程中元器件的布局是关键，布局直接影响到最后做板的元件格局，所以在整个过程中要不断的调整直至最终合理。
图6.4是本课程设计的最终PCB印刷电路,USB 母座放在边上便于插拔电源线。
图6.4电路PCB图七电路调试过程电路板的设计在经过了原理图的引用分析，元件的选取和电路原理的仿真验证后，通过PROTEL99便可以制作成对应的原理图，然后完成PCB的版图设计，最后便制作成完整的电路板。
接下来将进入比较棘手也是较为需要耐心和细心的电路调试环节。
八总结与体会本次课程设计,我感触甚是深刻。
通过本次课程设计，使我对电子设计及制作产生了较为浓厚的兴趣，加强了自己对理论知识的理解和巩固可以说受益匪浅。
当然更重要的是，激起了我学好单片机的斗志。
本次课程设计的任务是：根据老师给出的设计题目的要求选择合适的电路，确定元件参数，对原理图进行电路仿真，制作PCB图等。
