基于单片机和DS18B20的温度传感器.doc

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1、任务书利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为−55℃～125℃，精确到0.5℃。数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片机AT89C51，测温传感器使用DS18B20，用LED数码管实现温度显示。目录第一章、绪论……………………………………………………31、1单片机概述…………………………………………………31、2选题背景及设计意义………………………………………31、3设计方案论证………………………………………4第二章、硬

2、件设计…………………………………………62、1硬件电路的设计…………………………………61、时钟电路………………………………………………72、复位电路…………………………………………83、显示电路……………………………………………102、2元器件的介绍…………………………………………111、单片机AT89C51……………………………………112、温度传感器DS18B20………………………………15第三章、系统软件设计…………………………………………171、系统工作流程图………………………………………172、温度传感器子程序流程图……………………………

3、18第四章、汇编语言程序部分（略）………………………………19第五章、调试部分…………………………………………………19参考文献…………………………………………………………20第一章绪论1.1单片机概述单片机的结构特征是将组成计算机的基本部件集成在一块晶体芯片上，构成一台功能独特的单片微型计算机。一台典型的单片机的基本组成结构包括中央处理器（CPU），存储器（ROM和RAM），并行I/O口，串行I/O口，定时器/计数器，定时电路及元件。由此可见，单片机在结构上突破了常规的按逻辑功能划分芯片。由多片构成了微型计算机的设计思想，将构成计算机的许多功能集成

4、在一块晶体芯片上。1.2选题背景及设计意义最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移动，根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计，受外界大气压强等环境因素的影响较大，所以测量误差大。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。它具有结构简单,不需外接元件,采用一根I/

5、O数据线既可供电又可传输数据，该设计控制器使用单片机AT89C51，测温传感器使用DS18B20,，实现温度显示，能准确达到以下要求:测温范围-55℃～125℃精度误差小于0.5℃1.3设计方案论证方案一：本电路是温度计的设计，在测温电路中利用热敏电阻器件的感温效应，将随被测温变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，用单片机进行数据处理，经过显示电路就可以显示出来。方案二：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，硬件电路复

6、杂，软件调试复杂，制作成本高。方案三：基于单片机的温度传感器设计的数字温度计已经很成熟，各种精度很高的温度计不断推出。数字温度计要求检测的精度必须高于控制的精确度，否则无从实现控制的精度要求。所以精度已经成为数字温度计的一项重要的性能参数。因此追求高精度是数字温度计的一个目标。不仅如此，检测还涉及国计民生各个部门，可以说在所以科学技术领域无时不在进行检测。科学技术的发展和检测技术的发展是密切相关的。现代化的检测手段能达到的精度、灵敏度及测量范围等，在很大程度上决定了科学技术的发展水平。同时，科学技术的发展达到的水平越高，又为检测技术、传感器技术提供了

7、新的前提手段。目前市场上出现了很多传感器，很多精度高的传感器已经出现，而且精度越来越高。数字温度计未来将会更精确、更人性化，为我们做出更多贡献。为此我们选择方案三的设计，框图如下。单片机复位时钟振荡主控制器LED显示DS18B20温度传感器第二章硬件设计2.1硬件电路的设计本设计系统共由三部分组成：①AT89C51为控制装置，负责各部分的控制和数据采集。③DS18B20为温度测量装置，负责对温度进行采集并转换为数字信号送AT89C51进行处理。④共阳极数码管为显示装置，负责显示工作状态和DS18B20采集到的数据。注：LED数码管驱动电路中采用P0口

8、加上拉电阻的形式，为方便焊接，本设计中电阻使用了排阻的方式，三极管使用的是S9012.1、时钟电路时钟电路用