基于51单片机的数字温度计设计

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1、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；74LS244I第1章概述1.1简述单片机在测控领域中具有十分广

2、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A/D或D/A转换，最后再传输给单片机进行最终的数据处理和显示。在测温领域，人们通常使用温度传感器，将温度信息转换为电流或电压进行输出，进而完成数据的处理和显示。本文正是基于温度传感器和单片机而构建的电路，进而完成温度的测量和显示。温度传感器的发展经历了三个发展阶段：①传统的分立式温度传感器②模拟集成温度传感器③智能集成温度传感器。目

3、前使用最广的是智能温度传感器(亦称数字温度传感器)，是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配于各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，本文将介绍了智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法，并以此传感器为测温元件，AT89S51单片

4、机为控制核心，构成的数字温度测量装置，并对其的工作原理及程序设计作了详细的介绍。1.2任务描述23设计要以AT89S51单片机为核心，利用DS18B20温度传感器作为温度采集点，通过3个SM4105共阳极数码管以及74LS244等元件组成的数字温度计。此温度计能够根据温度的变化自动调节显示。最大显示温度为100度，最小显示-10度。1.3设计思路单片机的接口信号是数字信号。要想用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，将温度信息转换为电流或电压输出。如果转换后的电流或电压输出是模拟信号，还必须进行A／D转换，以满足单片机接口的需要。传统的温度检测大多以热敏电

5、阻作为温度传感器。但是，热敏电阻的可靠性较差、测量温度准确率低，而且还必须经专门的接口电路转换成数字信号后才能由单片机进行处理。本文介绍一种采用数字温度传感器实现的基于单片机的数字温度计。设计单片机数字温度计需要考虑以下3个方面：Ø温度传感器芯片的选择；Ø单片机和温度传感器的接口电路；Ø控制温度传感器实现温度信息采集以及数据传输的软件。23第1章系统主要元器件介绍2.1单片机的选用及功能介绍AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS型8位单片机，片内含4Kbytes的可编程的Flash只读程序存储器，兼容标准8051指令系统及引脚。它集FlashROM

6、程序存储器，并支持可在线编程（ISP）功能；另一方面，由于价格低、因而被广泛应用于许多高性价比的场合，如工业控制、消费电子等各种控制领域，对于简单的测温系统而言，它已经足够。单片机AT89S51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。设计中采用89S51单片机。其主要特性如下：Ø与MCS-51产品指令系统完全兼容；Ø4K字节可编程闪烁存储器；Ø1000擦写周期；Ø4.0~5.5V工作电压范围；Ø全静态工作：0Hz-33MHz；Ø程序存储器具有3级加密保护；Ø128*8位内部RAM；Ø

7、32可编程I/O线；Ø两个16位定时器/计数器；Ø6个中断源和2个优先级；Ø可编程全双工串行通道；图2.189S51单片机引脚图Ø低功耗的闲置和掉电模式；Ø看门狗（WDT）及双数据指针；Ø具有JTAG接口，可方便地在线编程或在系统编程。23AT89S51单片机为40引脚双列直插式封装。其引脚排列和逻辑符号如图2.1所示。各引脚功能简单介绍如下：ØVCC：供电电压。ØGND：接地。ØP0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储