DS18B20数字温度计设计实验报告(1)

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。

温度传感器ds18b20实验报告温度传感器DS18B20实验报告引言温度传感器在现代生活中扮演着重要的角色，它们被广泛应用于各种领域，包括工业、医疗、农业等。

DS18B20是一种数字温度传感器，具有精准的测量能力和数字输出，因此备受青睐。

本实验旨在通过对DS18B20温度传感器的测试和分析，探讨其性能和应用。

实验目的1. 了解DS18B20温度传感器的工作原理和特性。

2. 测试DS18B20温度传感器的测量精度和响应速度。

3. 探讨DS18B20温度传感器在实际应用中的优缺点。

实验器材1. DS18B20温度传感器2. Arduino开发板3. 4.7kΩ电阻4. 连接线5. 电脑实验步骤1. 将DS18B20温度传感器连接到Arduino开发板上，并接入4.7kΩ电阻。

2. 编写Arduino程序，通过串口监视器输出DS18B20传感器的温度数据。

3. 将DS18B20传感器置于不同的温度环境中，记录其输出的温度数据。

4. 分析DS18B20传感器的测量精度和响应速度。

5. 探讨DS18B20传感器在实际应用中的优缺点。

实验结果经过实验测试，DS18B20温度传感器表现出了较高的测量精度和响应速度。

在不同温度环境下，其输出的温度数据与实际温度基本吻合，误差较小。

此外，DS18B20传感器具有数字输出，易于与各种微控制器和单片机进行连接，应用范围广泛。

然而，DS18B20传感器在极端温度环境下可能出现测量误差，且价格较高，需要根据实际需求进行选择。

结论DS18B20温度传感器具有较高的测量精度和响应速度，适用于各种温度测量场景。

然而，在选择和应用时需要考虑其价格和适用范围，以确保满足实际需求。

希望本实验能够为DS18B20温度传感器的应用提供参考和借鉴，推动其在各个领域的发展和应用。

DS18B20温度传感器数字温度传感器DS18B20是由Dallas半导体公司生产的，它具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样（如图1.1.1），适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

图1.1.1引脚说明：GND为接地引脚；DQ为数据输入输出脚。

用于单线操作，漏极开路；VCC接电源正；单总线通常要求接一个约4.7K左右的上拉电阻，这样，当总线空闲时，其状态为高电平。

如图1.1.2是温度传感器DS18B20的接线图图1.1.2温度传感器DS18B20的参数：●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●温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃●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●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●被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出●有两种供电方式既可以直接加 3.0～5.5V的电源，也可以采用寄生电源方式由数据线供电DS18B20内部结构及功能：DS18B20的内部结构如图1.1.3所示。

主要包括：寄生电源，温度传感器，64位ROM和单总线接口，存放中间数据的高速暂存器RAM，用于存储用户设定温度上下限值的TH和TL触发器，存储与控制逻辑，8位循环冗余校验码（CRC）发生器等7部分。

开始8位是产品类型的编号，接着共有48 位是DS18B20 唯一的序列号。

最后8位是前面56 位的CRC 检验码，这也是多个DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。

高速暂存存储器:高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如图所示。

高速暂存存储器字节0~1 温度寄存器当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。

转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1，2字节。

简易温度测量仪班级：0120902队员：指导老师：摘要温度测量仪主要有以DS18B20为核心的温度采集电路，以蜂鸣器为核心的报警电路以及学习板电路三部分电路构成。

软件实现方面包括三个模块：温度采集模块、报警模块、按键与显示模块。

本温度测试仪采用数码管显示温度测试范围0～＋125℃,可实现两点温度测量、摄氏温度华氏温度相互转换、设置温度显示精度、设置报警温度上下限、蜂鸣器报警等五个功能。

关键词：温度测量仪 DS18B20 蜂鸣器分辨率多点测量目录目录……………………………………………………１第一章设计目的 (3)第二章方案的选取 (3)第三章DS18B20测温电路系统设计要求 (4)第四章DS18B20测温电路系统设计 (5)1.DS18B20测温电路的组成框图 (5)2. DS18B20的简介 (5)2.1 DS18B20的内部结构 (6)2.2 DS18B20的工作过程及时序 (7)3. 系统硬件电路 (10)3.1 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (10)3.2 蜂鸣器电路 (11)4. 系统软件设计 (11)4.1系统主程序流程图 (11)4.2重点模块程序分析 (12)第五章系统测试和结论 (14)6.1测试条件及方案 (14)6.2测试结果和分析 (15)第六章设计体会 (15)一、设计目的1．进一步熟悉和掌握DS18B20芯片的结构及工作原理。

2．掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。

3．通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。

4．通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

5．通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。

6.了解 DS1820数字温度传感器特性7. 掌握单片机基本功能的运用、简单接口电路如键盘、数码管显示电路设计及其相应驱动软件的编制软、硬件系统的调试二、方案的选取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。

通信工程学院课程设计任务书题目DS18B20数字温度计设计课程名称单片机原理及应用B专业班级学生姓名学号设计地点指导教师设计起止时间：年月日至年月日目录一、绪论 (2)1.1 设计目的 (2)1.2设计内容 (2)1.3设计要求 (2)二、基本设计 (3)2.1 基本思路 (3)2.2系统设计原理…………………………………………………………………………….,32.3系统组成 (3)三、系统硬件设计 (6)3.1系统电路接线图 (6)3.2 主系统 (6)3.3 显示电路LM016L (9)3.4 蜂鸣器报警 (10)3.5 DS18B20传感器 (10)四、系统软件设计 (14)4.1具体步骤和设计内容 (14)4.1程序流程图................................................................................................. ..1234.2源程序清单.................................................................................................... 16.五、结果验证5.1测试结果 (23)5.2仿真结果 (23)六、学习小结错误！未定义书签。

、参考文献……………………………………………………………绪论1.1 设计目的1．掌握单总线协议的基本特点及通信过程；2. 掌握数字温度传感器DS18B20的基本特点及单总线控制协议；3. 掌握单片机IO端口模拟单总线时序控制程序的编写方法；4.掌握LCD液晶显示器的显示驱动方法。

1.2设计内容（1）基本内容：在nKDE51单片机实验教学系统上，利用DS18B20数字温度传感器连续测试环境温度，对测试数据进行处理计算，在RT-1602字符点阵LCD上实时显示环境温度值；（2）附加内容：实现环境温度越限告警功能。

数字温度计DS18B20课程设计报告专业名称：自动化专业班级：全文结束》》级自动化1班学号：全文结束》》4786 摘要本设计采用的主控芯片是ATMEL公司的AT89C51单片机，数字温度传感器是DALLAS公司的DS18B20。

本设计用数字传感器DS18B20测量温度，测量精度高，传感器体积小，使用方便。

所以本次设计的数字温度计在工业、农业、日常生活中都有广泛的应用。

单片机技术已经广泛应用社会生活的各个领域，已经成为一种非常实用的技术。

51单片机是最常用的一种单片机，而且在高校中都以51单片机教材为蓝本，这使得51单片机成为初学单片机技术人员的首选。

本次设计采用的AT89C51是一种flash型单片机，可以直接在线编程，向单片机中写程序变得更加容易。

本次设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器，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。

本设计根据设计要求，首先设计了硬件电路，然后绘制软件流程图及编写程序。

本设计属于一种多功能温度计，温度测量范围是-55℃到125℃。

温度值的分辨率可以被用户设定为9-12位，可以设置上下限报警温度，当温度不在设定的范围内时，就会启动报警程序报警。

本设计的显示模块是用液晶显示屏1602实现温度显示。

在显示实时测量温度的模式下还可以通过查询按键查看设定的上下限报警温度。

一、实验设计概述本系统所设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器测温，测温上下限为10°C~40°C。

DS18B20直接输出的就是数字信号，与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，上下限报警功能。

其输出温度采用LCD1602显示，主要用于对测温比较准确的场所。

该设计控制器使用的是51单片机AT89C51，AT89C51单片机在工控、测量、仪器仪表中应用还是比较广泛的。

温度传感器ds18b20实验报告温度传感器DS18B20实验报告引言：温度传感器是一种用于测量环境温度的设备，它在许多领域都有广泛的应用，如气象学、工业控制、冷链物流等。

本实验报告将介绍DS18B20温度传感器的原理、实验装置和实验结果，并对其性能进行评估。

一、实验原理DS18B20温度传感器是一种数字温度传感器，采用单总线接口进行通信。

它采用了最新的数字温度传感器技术，具有高精度、低功耗、抗干扰等特点。

其工作原理是利用温度对半导体材料电阻值的影响，通过测量电阻值的变化来确定温度。

二、实验装置本实验使用的实验装置包括DS18B20温度传感器、Arduino开发板、杜邦线和计算机。

Arduino开发板用于读取传感器的温度数据，并通过串口将数据传输到计算机上进行处理和显示。

三、实验步骤1. 连接电路：将DS18B20温度传感器的VCC引脚连接到Arduino开发板的5V 引脚，GND引脚连接到GND引脚，DQ引脚连接到Arduino开发板的数字引脚2。

2. 编写代码：使用Arduino开发环境编写代码，通过OneWire库和DallasTemperature库读取DS18B20传感器的温度数据。

3. 上传代码：将编写好的代码上传到Arduino开发板上。

4. 监测温度：打开串口监视器，可以看到DS18B20传感器实时的温度数据。

四、实验结果在实验过程中，我们将DS18B20温度传感器放置在不同的环境中，记录了其测得的温度数据。

实验结果显示，DS18B20温度传感器具有较高的精度和稳定性，能够准确地测量环境温度。

五、实验评估本实验评估了DS18B20温度传感器的性能，包括精度、响应时间和抗干扰能力。

实验结果表明，DS18B20温度传感器具有较高的精度，能够在0.5℃的误差范围内测量温度。

响应时间较快，能够在毫秒级别内完成温度测量。

同时，DS18B20温度传感器具有较好的抗干扰能力，能够在干扰环境下保持稳定的测量结果。

温度传感器DS18B20实验报告一、实验目的1.复习掌握Protues，keil软件的使用2.了解掌握DS18B20的工作原理以及编程方法二、实验器材单片机开发板温度传感器芯片DS18B20串口线三、实验原理一应用背景概述测量温度的关键是温度传感器。

随着技术飞速发展，传感器已进入第三代数字传感器。

本测温系统采用的DS18B20就是属于这种传感器。

DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产的单总线数字温度传感器，它可以实现数字化输出和测试，并且有控制功能强、传输距离远、抗干扰能力强、接口方便、微功耗等优点，因而被广泛应用在工业、农业、军事等领域的控制仪器、测控系统中。

二 DS18B20的原理及特性介绍1.DS18B20的几个特点：a. DS18B20因为采用了单总线技术，可通过串行口线，也可通过其他I/O口线与微机直接接传感器直接输出被测温度值（二进制数）。

b.其测量温度范围为：-55℃————+125℃,c.测量分辨率为：0.0625℃,是其他传感器无法相比的。

图1 DS18B20外部形状及管脚d.内含64位只读存储器ROM,（内存出厂序列号，是对应每一个器件的唯一号），还又RAM 存有温度当前转换值及符号。

e.用户可分别设定每个器件的温度上、下限。

f.内含寄生电源。

2. DS18b20的结构：a. 64位光刻ROM ，可以看作是DS18B20的地址序列号，如表一所示。

表1b.高速暂存器RAM共占0、1两个单元：表2两个8位的RAM中，存放二进制的数，高五位是符号位，如果温度大于0OC,这五位数为0，将测到的数值乘以0.0625，即得到实际的温度值;如果温度小于0OC,高五位为1，测到的数值需要取反加1，再乘以0.0625 ，才得到实际的温度值。

c. 九个寄存器的名称及作用：表3三 DS18B20 的控制方法DS18B20的操作是通过执行操作命令实现的，其控制程序是按照DS18B20的通讯协议编制的。

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。

实训五 DS18B20温度检测控制实训一、实训目的1.温度传感器电路的工作原理。

2.了解温度控制的基本原理。

3.掌握一线总线接口的使用。

二、实训说明1.DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介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。

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。

与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。

DS18B20测量温度范围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。

DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。

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、配置寄存器。

DS18B20的管脚排列如下: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）。

光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。

64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校训码（CRC=X8+X5+X4+1）。

光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。

DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。

这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。

机电系统控制电路设计实验实验项目：现场温度测量与显示实验日期：2013年12月21日指导教师：张志安学号:1001500356姓名：周健专业：机电工程实验要求1.实验目的：(1)熟悉atmega128单片机输入输出，数码管的显示等。

(2)掌握DS18B20温度传感器的使用，包括ROM编码读取、温度测量、暂存器读取与写入、复制暂存器内容到EEPEOM的操作。

2.实验器材：(1)带有DS18B20的A Tmega128单片机开发板(2)JTAG仿真器3.实验内容：编写程序控制DS18B20温度传感器，实现64位ROM编码的读取、现场温度测量与显示（利用数码管显示）、暂存器读取与写入、复制暂存器内容到EEPEOM。

4.实验原理图：5.实验步骤：(1)查看开发板原理图，了解连接接口。

(2)GCC下编写源程序，检查无误后编译，生成仿真文件。

(3)打开A VRStdio，导入生成的*.cof仿真文件，软件仿真，调试程序。

(4)程序调试无误后，通过JTEG在线仿真，在开发板上检验程序运行结果，并记录。

(5)按照（1）—（4）步骤，依次实现64位ROM编码的读取、现场温度测量与显示（利用数码管显示）、暂存器读取与写入、复制暂存器内容到EEPEOM。

6.实验现象分析：(1)64位ROM编码的读取：28 13 E4 57 04 00 00 19关键程序：(2)现场温度测量与显示（利用数码管显示）：20.5(3)暂存器读取与写入写入TH=0x40 TL=0x04(4)复制暂存器内容到EEPEOM。

D S18B20数字温度显示实验1.实验目的掌握一线式数字温度传感器的使用，了解单总线的工作方式。

掌握数字温度传感器DS18B20的工作原理及温度测量方法。

2.实验原理及内容DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃。

主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令。

必须先启动DS18B20开始转换，再读出温度转换值。

本程序仅挂接一个芯片，使用默认的12位转换精度，外接供电电源，读取的温度值高位字节送WDMSB单元，低位字节送WDLSB 单元，再按照温度值字节的表示格式及其符号位，经过简单的变换即可得到实际温度值。

图118B20封装引脚 图2相关原理接线方法：1.利用S T C89C51实验板上的I R F1插孔和排针，将D S18B20插入I R F1插孔，用一根单条数据线把D S18B20的2脚接到C P U部份的P3.0；2.用一条4P I N的排线，把7474的A B C D接到P0口的P0.0,P0.1,P0.2,0.3四个端口。

（即插入P0口的上半部份）。

3.用一条8P I N的排线。

把数码管译码部份的输出端接到数码管部份的数据口；4.用一条4P I N的排线，把74138的输入端接到P0口的P0.4,P0.5,P0.6,07四个端口。

（即插入P0口的下半部份）。

5.用一条8P I N的排线。

把38译码部份的输出端接到数码管部份的显示位口。

在本系统中，为了简化程序， 采用了74L S47(数码管译码)74L S138(三八译码)。

即P0口的P0.0,P0.1,P0.2,P0.3四个端口接到74L S47进行硬件数码管译码，然后输出到数码管部分的数据口。

P0.4,P0.5,P.0.6三个端口接到74L S138进行38译码，然后输出到数码管的位控制。

数字温度计实验报告一、实验目的1.通过温度计的设计，了解DS18B20芯片的基本功能和用法，另外更加熟练地运用人眼的视觉暂留效应实现温度的动态显示等。

二、实验要求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。

三、实验基本原理DS18B20是美国Dallas公司生产的单总线数字输出型集成温度传感器，能够直接读出被测温度值，并且可根据实际要求通过编程实现9～12位的数字量输出，将温度值转化为9位数字量所需时间为93.75 ms，转化为12位数字量所需时间为750 ms。

测试温度范围为-55～+125，精度可达0.0675℃。

本电路包含了单片机最小系统（包括复位按钮、晶振电路）、单总线接口的温度传感器芯片DS18B20、LED数码管显示电路的设计。

本电路采用8位单片机A T89C51，工作原理图如下页所示：1. AT89S52单片机引脚资源及分配如下：2. 晶振电路:在89S52内部有一个高增益反相放大器，其输入端为引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。

只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚跨接晶体振荡器或在引脚与地之间加接微调电容，形成反馈电路，振荡器即可工作。

振荡电路的工作原理如下图：由于电容的大小影响振荡器震荡的稳定性和起振的快速性，通常选择范围10～30 pF。

当由外部输入时钟信号时，外部信号接入XTAL1端，XTAL2端悬空不用。

对外部信号的占空比没有要求，高低电平持续时间不小于20 ns。

3. 温度传感器的接口：前面已经略微介绍过芯片DS18B20,下面主要介绍其使用方法：（1）引脚分配图如下：GND……地，DQ……数据I/O，VDD……电源（2）软件操作：a、主机先作复位操作b、主机再写跳过ROM的操作（CCH）命令c、然后主机接着写个转换温度的操作命令，后面释放总线至少一秒，让DS18B20完成转换的操作。

电子信息职业技术学院暨国家示性软件职业技术学院单片机实训题目：用MCS-51单片机和18B20实现数字温度计姓名：系别：网络系专业：计算机控制技术班级：计控指导教师： * 伟时间安排：2013年1月7日至 2013年1月11日摘要随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。

采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。

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。

在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。

温度控制在生产过程中占有相当大的比例。

温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。

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，温度围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。

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AT89C51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，测量围0℃-～+100℃，使用LED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，AT89C51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：单片机，数字控制，温度计， DS18B20，AT89S51第1章.数字温度计总体设计方案1.1数字温度计设计方案论证1.1.1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，感温电路比较麻烦。

DS18B20温度传感器设计报告
温度传感器DS18B20是由Dallas Semiconductor发明，是常用的一种单总线数字温度传感器。

它使用专有的1-Wire协议，既可以提供温度传感功能，也可以与其他外设进行通信。

DS18B20采用单总线通信技术，可以同时安装多个芯片，DS18b20工作电压范围3.0V-5.5V，可以提供
9bits 0.5°C精度的温度测量，可以提供-55°C到+125°C（-67°F到+257°F）温度范围，拥有丰富的软件功能。

温度敏感器是DS18B20的核心模块，它具有传感温度的功能，负责检测外界温度，DS18B20采用了CMOS制程，CMOS硅加热器消耗电流小，精度高，可以精确的检测温度变化，低工作电压，且在2.8V时也可工作，适合多种应用场景。

滤波器是由多个RC元件组成，用于权衡输入信号的频率和抑制外部噪声，实现输出信号更加稳定和清晰。

放大器是在滤波器的输出信号上起放大作用，使温度信号输入数模转换器（ADC）时，有足够的输入电平，放大器采用的是OTA（欧拉环路）放大器，具有低噪声，低失真，低漂移，低静态电流特性。

DS18B20数字温度计设计实验报告文档推荐本实验旨在设计并实现一款数字温度计，利用DS18B20数字温度传感器测量环境温度并通过LCD1602液晶屏幕实时显示温度值。

实验设计1.材料准备：Arduino UNO控制板LCD1602液晶显示屏面包板、面包线10K电阻2.配置DS18B20数字温度传感器将DS18B20数字温度传感器与Arduino UNO控制板连接。

按下面连接方式进行连接： DS18B20传感器的红色线连接到Arduino UNO的+5V输出端口接完线后在Arduino IDE软件中，依次点击工具-示例-DS18B20-Temperature-Resolution，打开示例程序。

将程序复制到新建文本文件中进行修改，此处我将分辨率改为了12位。

然后将程序上传到Arduino UNO控制板中。

LCD1602液晶显示屏的VO引脚连接到一个10K电位器的中间引脚LCD1602液晶显示屏的D4-D7引脚依次连接到Arduino UNO的数字4-7个针脚4.最终的连接方式将连接完DS18B20数字温度传感器和LCD1602液晶显示屏后的Arduino UNO控制板，和面包板和面包线通过另一个10K电阻连接，其中用到的端口引脚如下：Arduino UNO的5V端口连接了一个10K电阻，这个电阻的另一端通过面包线连接到面包板的一个面包网络面包板的另一个面包网络再通过面包线连接到LCD1602液晶显示屏的K端口最后将设备连接完整后，将实验代码上传到Arduino UNO控制板中，然后就可以通过LCD1602液晶显示屏上实时显示环境温度值。

实验总结通过本次实验，我们成功地实现了数字温度计，并能够通过LCD1602液晶显示屏上实时显示温度值。

实验中温度传感器和LCD显示屏的连接更加直观和清晰，容易理解，实验成功率较高。

通过此次实验，我们学习到了数字温度传感器的连接方式、温度检测方法和温度的精度和分辨率等基本知识，同时也熟悉了Arduino UNO控制板和LCD1602液晶显示屏的使用方法，提高了对物联网应用的理解和掌握，为后续学习打下坚实的基础。

DS18B20数字温度计设计实验报告(1)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：全文结束》》年1月目录1、引言31、1、设计意义31、2、系统功能要求32、方案设计33、硬件设计44、软件设计85、系统调试106、设计总结117、附录128、参考文献15DS18B20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：AT89C51主控制器DS18B20显示电路扫描驱动图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。

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。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

DS18B20报告一、DS18B20介绍DS18B20为单总线全双工通信的数字是温度传感器，其温度可以直接转换为9、10、11或12位，具体的位数由使用者通过程序写入指令改变，芯片默认的位数为12位。

芯片的形状如图。

芯片在电路的连接如图：二、读写时序1、复位时序(1)、单片机拉低总线480us~950us，然后释放总线（拉高电平）(2)、这时DS18B20会拉低信号，大约60~240us表示应答(3)、DS18B20拉低电平的60~240us之间，单片机读取总线的电平，如果是低电平，表示复位成功，否则不成功（此时一般要重负操作，直到成功为止，编程是要进行判断）(4)、DS18B20拉低电平60~240us之后，会释放总线。

2．写数据操作(1)、单片机拉低电平大约10~15us.(2)、加入要写入的时高电平，要将电平拉高，否则拉低电平。

此时要维持20~45us的时间(3)、释放总线写‘1’操作时序写‘0’操作时序3、读操作时序(1)、单片机拉低电平大约1us(2)、单片机释放总线，然后读取总线电平(3)、这时候DS18B20如果相应位是’1’会拉高电平,反之会拉低电平(4)、读取电平过后延迟大约40~45us读‘1’操作时序读‘0’操作时序三、温度读取函数步骤DS18B20开始转换:1.DS18B20复位2.写入跳过ROM的字节命令，0XCC.3.写入开始转换的功能命令，0X44.4.延迟大约750~900毫秒DS18B20读暂存数据1.DS18B20复位。

2.写入跳过ROM的字节命令，0XCC.3.写入读暂存功能命令，0XBE.4.读入第0个字节LS Byte,转换结果的低八位。

5.读入第1个字节MS Byte，转换结果的高八位。

6.DS18B20复位，表示读取暂存结束。

程序流程图：。