单片机课程设计-高精度数字式温度传感器

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1、自动化与电气工程学院单片机课程设计目录1.引言12.设计方案及原理23.硬件设计33.1单片机最小系统33.2液晶（1602）显示电路33.3DS18B20数字温度计43.4AT89C51单片机43.5系统主电路图54.软件设计64.1主程序流程图64.2初始化流程图64.3显示函数85.总结96.参考文献11附录A1602内部的字符集12附录B源程序代码13-21-自动化与电气工程学院单片机课程设计1.引言随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的

2、重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传

3、感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度采集监控系统。美国DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器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

4、电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验，介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图。为了便于观察，即监控，读回来的温度值会在液晶屏上显示。单片机芯片使用的是ATMEL公司的AT89C51单片机。它的时钟频率可达24MHz。而本设计所使用的时钟频率为12MHz，这个频率在其它型号的单片机上也能使用，便于系统移植。-21-自动化与电气工程学院单片机课程设计1.设计方案及原理在温度采集系统中，传统的测温方法是将模拟信号远距离采样进行A/D转换，而为了获得较高的测温精度，就必须采用措施解决由长线传输，多点测量切换及放大电路零点漂移等造成的误差补偿

5、问题。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。在-10～+85℃时的测量精度为-0.5℃。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C51构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接。这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大,且由于单总线上可以带多个DS18B20,因此可以非常容易实现多点测量.轻松的组建传感器网络。本文为说明DS18B20的采集过程就用一个DS18B2

6、0，做单点温度采集。采用温度芯片DS18B20测量温度，可以体现系统芯片化这个趋势。部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。本文应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。下面是系统整体框图：图2-1系统设计原理图-21-自动化与电气工程学院单片机课程设计3.硬件设计3.1单片机最小系统所谓单片机最小系统是指能让单片机运行程序的最小配置，包括时钟电路和复位电路。复位是单片机应用系统中不可或缺的操作，复位是使单片机处于某种确定的初始状态。单片机的工作就是从复位开

7、始的。下面是复位操作的一种电路图：图3-1复位电路微型计算机执行指令是通过按序完成各种微操作，达到实现指令功能目的的。各指令的微操作在时间上是有严格的次序，这种微操作的时间次序称为时序。单片机的正常运行需要片外的时钟信号来为内部的各种微操作提高时间基准。而外部的时钟信号是由外部的时钟电路产生的，如下图：图3-2时钟电路3.2液晶（1602）显示电路液晶显示技术在我们的日常生活中应用的很多。它的显著特点是：低压微功耗、平板型结构、被动显示、显示信息量大、易于彩色化、没有