DS18B20数字温度计设计实验报告

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1、单片机原理及应用课程设计报告书题目：DS18B20数字温度计姓名学号：20133522080赵晓磊20130123096段石磊20133522028付成指导老师：万青设计时间：2015年12月电子与信息工程学院目录1.引言11.1.设计意义11.2.系统功能要求12.方案设计13.硬件设计24.软件设计55.系统调试76.设计总结87.附录98.作品展示159.参考文献17DS18B20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

2、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-55～125℃，误差在±0.5℃以内，采用LED数码管直接读

3、显示。1.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：AT89C2051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AT89C2051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。AT89C2051的引

4、脚图如右图所示：1、VCC：电源电压。2、GND：地。3、P1口：P1口是一个8位双向I/O口。口引脚P1.2~P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。当P1口引脚写入“1”时，其可用作输入端，当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1”时，其可用作输入端。当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电

5、流。4、P3口：P3口的P3.0~P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/O口引脚。P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。P3口缓冲器可吸收20mA电流。当P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时，被外部拉低的P3口脚将用上拉电阻而流出电流。5、RST：复位输入。RST一旦变成高电平所有的I/O引脚就复位到“1”。当振荡器正在运行时，持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。6、XTAL1：作为振荡器反相

6、器的输入和内部时钟发生器的输入。7、XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。总线驱动器74LS24474LS244为3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器。引脚图见上图。显示电路显示电路采用4位共阳极LED数码管，从P1口输出段码，列扫描用P3.0～P3.3口来实现，列驱动用8055三极管。温度传感器DS18B20DS18B20的性能特点：1、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。2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。3

7、、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。　　4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。　　5、温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。　　6、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。　　7、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。　　8、测

8、量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。9、负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。DS18B20与单片机的接口电路（引脚图见右图）DS18B20可以采用