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毕业设计利用单片机及DS18B20制作

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1 目 录 利用单片机及18b20实现高温度报警器的制作 ................................................... 3 1绪 论 ...................................................................................................................... 3 1.1 温度报警器的研究意义 ...................................................................... …..3 1.2 温度报警器的现状及发展 .......................................................................... 4 2 硬件设计 ............................................................................................................... 4 2.1 总体设计方案 .............................................................................................. 4 2.2系统器件的选择 ........................................................................................... 5 2.2.1 单片机的选择 ......................................................................................... 5 2.2.2温度传感器的选择 .................................................................................. 5 2.2.3显示模块的选择 ...................................................................................... 6 2.3传感器模块 18B20 ....................................................................................... 6 2.4主控制模块STC89C52RC ………………………………………………… 10 2.4.1基本概述………………………………………………………………………………10 2.4.2 功能特性概述 ........................................................ 错误！未定义书签。

2.5显示模块LCD1602…………………………………………………………14 2.5.1引脚功能和基本特征…………………………………………………….14 2.5.2模块内部结构…………………………………………………………….15 2.8报警电路…………………………………………………………………...16 2.11各接口电路 ................................................................................................ 11 2.11.1 主控制模块与温度传感模块的连接 ................................................... 11 2.11.2 主控制模块与显示模块的连接 .......................................................... 12 2.11.3报警电路………………………………………………………………..19 2.11.4存储电路…………………………………………………………………………19 3 系统软件设计 ..................................................................................................... 14

3.1 主程序设计 .............................................................................................. 14 2

结论………………………………………………………………………………….24 参考文献（(References)……………………………………………………………………….25 附录（C语言程序设计）………………………………………………………….26 3 利用单片机及18b20实现温度报警器制作

1绪 论 温度是与人们生活息息相关的环境参数，许多情况下都需要进行温度测量及报警，温度测量报警系统在现代日常生活、科研、工农业生产中已经得到了越来越广泛的应用。所以对温度的测量报警方法及设备的研究也变得极其重要。随着人们生活水平的不断提高以及应对各种复杂测量环境的需要,我们对温度测量报警器的要求也越来越高，利用单片机来实现这些控制无疑是人们追求的目标之一，它带给我们的方便是不可否定的。其中温度检测报警器就是一个典型的例子。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，向数字化，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的温度报警器，可以设置上限报警温度，当温度超过设置范围时，可以报警 。与传统的温度测量系统相比，本设计中的数字温度测量报警系统具有很多前者没有的优点，如测温范围广而且准确，采用LCD数字显示，读数方便等。

1.1 温度报警器的研究意义 随着电子技术的发展，家用电器和办公设备的智能化、系统化已成为趋势，而这些高性能几乎都要通过单片机实现。同时，温度作为与我们生活息息相关的一个环境参数，对其的测量和研究也变得极为重要。故温度检测报警系统在现代生活、生产中得到了越来越广泛的应用。 工业生产带动了人类社会的进步，同时也促进了各种新的传感器的发展。在工业生产中温度的准确测量是一个比较困难的事情。从最初的酒精、水银温度计到现在的数字化、集成化的温度计可见传感器的发展是飞快的。它的快速发展必将带来新一轮的工业化革命和社会发展的飞跃。 本设计所介绍的温度报警器可以设置上限报警温度，当温度不在设定范围内时可以报警 ，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。它具有 4

结构简单,不需外接元件,可由用户设置温度报警界限等特点,可广泛用于食品库、冷库、粮库等需要控制温度的地方。目前,该类产品已在温控系统中得到广泛的应用。所以设计意义较为深远。 1.2 温度报警器的现状及发展 温度是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一。其测量控制一般采用各式各样形态的温度传感器。根据它们在讯号输出方式上的不同可以分为模拟温度传感器和数字温度传感器。单片机技术的出现则是为现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，目前，单片机以其体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、可靠性高、性价比高、开发较为容易等特点，在工业控制、数据采集、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到了极为广泛的应用，并已走入我们的日常生活，现在，随处都可以看到单片机的踪影。目前温度报警器的发展已经比较成熟了，它能帮助我们实现想要的温度控制，解决身边的很多问题。

2 硬件设计 2.1 总体设计方案 本设计是一个基于单片机的温度测量电路，传统的温度检测系统采用热敏电阻等温度敏感元件，热敏电阻虽然成本低，但是需要后续信号处理、A/D转换处理等才能将温度转换成数字信号，不但电路复杂，可靠性和精度也相对较低，在应用中还需要解决引线误差补偿、干扰等问题，故传统方案不可取。进而非常容易考虑到使用温度传感器，在单片机电路设计中，单片机除了可以测量电信号外，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的应用于很多领域。单片机的接口信号是数字信号，要用单片机作为控制器测量温度这类非电信号，就要使用温度传感器将温度信息转换为电流或者电压信号输出，如果转化的信号是模拟信号，还需要进行A/D转化，以满足单片机接口的需要。进一步联想到可以采用一只温度传感器18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，成功地进行温度采集以后，就可以利用单片机进行数据处理，然后通过LCD将温度显示出来，就可以满足设计要求。硬件部分设计主要包括：温度传感器与单片机的连 5

接、报警电路LED与单片机的连接、5v稳压与单片机的连接等组成的。 本设计中，温度传感器采用18B20，控制器采用STC89C52RC，显示电路采用LCD1602液晶显示器实现，报警模块采用LED。总体方框图如下：

图3.1 总体方框图 在研究出总体设计方案后，在这一阶段主要的主要工作是查阅各芯片资料，熟悉其功能特性和技术参数，同时学习PROTEL DXP软件，用其绘制出硬件原理图，然后继续分析各结构，查阅相关技术资料，查缺补漏，反复修改设计方案，力求完美；购买所需元件，完成硬件方面的设计。 2.2系统器件的选择

2.2.1单片机的选择 方案一：AT89C51芯片控制。AT89C51价格便宜，应用广泛，功能强大，但存储空间小。 方案二：STC89C52RC芯片控制。STC89C52RC单片机价格便宜，应用广泛，功能强大，对题目中的要求能够很好的实现。可以接受18B20温度传感器反馈的温度，实现对LED灯和1602显示的控制，且相对于AT89C51存储空间大，由此可见，常用的STC89C52完全可以满足我们设计方案的需要。 综合以上两种方案，选择方案二。

2.2.2温度传感器的选择

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基于DS18B20的温度计单片机应用系统设计报告

基于DS18B20的温度计单片机应用系统设计报告

目录一、设计任务和性能指标 (1)1.1设计任务 (1)1.2性能指标 (1)二、设计方案 (1)三、系统硬件设计 (3)3.1主控制器AT89C52.. (3)3.2温度采集装置DS18B20 (4)3.3显示电路的设计 (7)3.4温度调节设置按键电路 (8)3.5复位电路 (8)3.6时钟电路 (8)3.7报警电路 (9)四、系统软件设计 (10)4.1主程序设计 (10)4.2温度检测装置设计 (11)4.3中断设定子程序设计 (14)4.4报警模块设计 (15)五、调试及性能分析 (15)5.1调试步骤 (15)5.2性能分析 (16)六、心得体会 (17)参考文献 (18)附录1 程序清单 (19)附录2 系统硬件电路图 (23)附录3 实物图 (24)附录4 元器件清单 (25)一、设计任务和性能指标1.1设计任务设计以智能集成温度传感器DS18B20，89S52单片机为控制器构成数字温度测量装置，它与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，输出温度采用数字显示。

要求用Protel 画出系统的电路原理图（要求以最少组件，实现系统设计所要求的功能），印刷电路板（要求布局合理，线路清晰），绘出程序流程图，并给出程序清单（要求思路清晰，尽量简洁，主程序和子程序分开，使程序有较强的可读性）。

1.2性能指标(1)实时显示环境温度值(2)通过按键可以设定报警温度的上下限值(3)当环境温度大于报警温度上限值，通过红灯闪烁和蜂鸣器报警；当环境温度小于报警温度下限值，通过绿灯闪烁和蜂鸣器报警。

二.设计方案按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成，电路系统构成框图如图1.1所示。

方案采用数字温度芯片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。

基于单片机下的数字温度计(DS18B20)

基于单片机下的数字温度计(DS18B20)

基于单片机的数字温度计设计1、概论：温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中要实时测量温度，在农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装置具有重要意义。

在单片机的应用中，一个很重要的应用就是对温度进行检测。

测量温度的关键是温度传感器，采用智能温度传感器以实现温度数字化，既能以数字形式直接输出被测温度值，具有测量误差小，分辨力高，抗干扰能力强，能够远程传输数据，带串行总线接口等优点。

温度的数字输出显示在LCD1602上。

单片机、温度传感器与LCD1602等电子元器件的互联，可以研制和开发出具有高性价比的新一代测温系统——基于单片机的数字温度计。

基于单片机的数字温度计设计，即对温度进行实时测量，使用单线数字温度传感器DS18B20把温度信号直接转换成数字信号输入单片机。

经单片机处理后，将实时温度显示在LCD1602上。

完成本设计需要软件编程和硬件电路设计，需要用到两种软件。

2、温度传感器:2.1 DS18B20 简单介绍美国Dallas公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，可以把温度模拟信号直接转换成串行数字信号供微机处理，是模/数转换器件，而且读DS18B20信息或写信息仅需单线接口，使用非常方便，新型的单线数字温度传感器体积小，精度高，使用更灵活。

DS18B20有三个引脚，GND接地；DQ为数字信号输入输出端；Udd为外接电源输入端。

DS18B20的部结构如图-2所示：DS18B20结构主要由4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、TL和配置寄存器。

64位光刻ROM：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，即ID。

它的作用是使每一个DS18B20的地址都各不相，可以实现在相同的总线上挂接多个DS18B20的目的。

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自身序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。

南京工程学院单片机课程设计《基于DS18B20的测温报警器》

南京工程学院单片机课程设计《基于DS18B20的测温报警器》

图2 51单片机内部结构图3 51单片机双列直插封装方式的引脚I/O口说明：图4 晶振电路上电复位按键复位图5 51单片机的两种复位电路DS18B20介绍2. 引脚封装图 6 DS18B20引脚封装及定义图3.硬件连接图7 DS18B20典型电路4.工作原理图8 64位光刻ROM各位定义图9 高速暂存器RAM以上这些指令分别涉及DS18B20的ROM和ＲＡＭ图10 DS18B20内部温度的存储格式图11 串口通信电路图12 按键电路图13 报警电路图14 显示电路74HC595简介:图15 74hc595管脚图图16 整体电路图图17 PCB布线图图18 课设实际使用PCB布线图DS18B20工作程序：/*******************************************************************/ /*程序名：18B20.H */ /*功能：对ds18b20的控制，时期能够正确检测当前环境实时温度并转换处理温度*/ /*包括延时函数和温度显示数据的转换函数 */ /*******************************************************************/ #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit ds=P3^4; //引脚定义uint temp;float f_temp;uint temperature[4]={0};void delay (uint count) //延时函数{unsigned int i;while (count){i =200;while (i>0) i--;count--;}}void dsreset (void) // 发送复位和初始化{unsigned int i;ds = 0;i = 103;while (i>0) i--; // 延时ds = 1;i = 4;while (i>0) i--;}bit tempreadbit (void) // 读取数据的一位{uint i;bit dat;ds = 0; i++;ds = 1; i++; i++; //延时dat = ds;i = 8; while (i>0) i--; // 延时return (dat);}uchar tempread (void) //读一个字节{uchar i,j,dat;dat = 0;for (i=1;i<=8;i++){j = tempreadbit();dat = (j << 7) | (dat >> 1);}return (dat);}void tempwritebyte(uchar dat) //写一个字节{uint i;uchar j;bit testb;for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if (testb){ds=0; // 写0i++; i++;ds = 1;i = 8; while (i>0) i--;}else{ds = 0; // 写0i = 8; while (i>0) i--;ds = 1;i++; i++;}}}void tempchange(void) // ds1820开始转换{dsreset (); // 复位delay (1); // 延时tempwritebyte(0xcc); // 跳过序列号命令tempwritebyte(0x44); // 发转换命令 44H, }uint get_temp(void) // 读取温度{uchar a,b;dsreset (); // 复位delay (1); // 延时tempwritebyte(0xcc); // 跳过序列号命令tempwritebyte(0xbe); // 发送读取命令a = tempread(); // 读取低位温度b = tempread(); //读取高位温度temp=b;temp<<=8;temp=temp|a;f_temp=temp*0.0625;temp=f_temp*10+0.5;f_temp=f_temp*10+0.05;return temp; //返回测量值}void translate(uint t) //显示数据转换函数{temperature[0]=t/100;temperature[1]=t%100/10;temperature[2]=t%100%10;temperature[3]=1000;}主函数功能程序：/*******************************************************************/ /*程序名：main hanshu.c *//* 功能：实时测量温度，超过上下限报警，报警温度可手动调整。

基于DS18B20的单总线数字温度计毕业设计

基于DS18B20的单总线数字温度计毕业设计

1 前言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。

针对以上问题，采用一种改进型智能温度传感器作为检测元件，测温范围为-55～+125 ℃，最高分辨率可达0.0625℃，误差 +0.5℃以内。

数字温度计传感器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特点。

本数字温度计设计采用一种改进型智能温度传感器作为检测元件，测温范围为-55～125 ℃，最高分辨率可达0.0625℃，误差 +0.5℃以内。

而传统的温度计，如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。

硬件电路复杂，软件调试困难，制作成本高等缺点都给科技、工业、农业等诸多领域带来许多问题，尤其在生物学，珊瑚以其独特的生物学及生态学特性成为研究热带海洋环境的重要信息载体.阐明了珊瑚微量元素Sr/Ca、Mg/Ca温度计的建立基础、测定方法、研究成果、环境意义、争论问题及进一步研究的设想.多种海表温度计的对比研究,为现代和古海洋环境的重建、探索气候的变率与特征事件(冷暖、旱涝、ENSO等)的关联以及为预测未来气候变化的趋势提供科学的判据。

因此，鉴于以上问题主要设计测温范围为-55～125 ℃，精度为0.1℃的数字温度计。

2 系统硬件的设计本数字温度计设计采用美国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，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特点。

按照系统设计的功能和要求，确定系统由3个模块组成：主控制器，测温电路和显示电路[1]。