基于ds18b20的数字温度计设计

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1、目录（一)设计内容及要求2（二）系统的硬件选择及设计32.1核心处理器的设计31、AT89C51引脚图32、AT89C51引脚功能介绍32.2温度采集电路的设计51、单线技术52、DS18B20的简介63、DS18B20内部结构84、DS18B20测温原理115、温度采集电路122.3温度显示电路的设计131、LED数码管的操作132、温度显示电路13（三）系统的软件设计153.1概述153.2DS18B20的单线协议和命令15(1)初始化15(2)ROM操作命令15(3)内存操作命令163.3温度采集程序流程图的设计183.4温度显示程序流程图的设计19（

2、四)结论19（五）汇编代码20（六）参考文献2727基于DS18B20的数字温度计设计摘要：在本设计中选用AT89C51型单片机作为主控制器件，采用DS18B20数字温度传感器作为测温元件，通过两位共阴极LED数码显示管并行传送数据，实现温度显示。本设计的内容主要分为两部分，一是对系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计，应用汇编语言实现温度的采集与显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，送入单片机进行数据处理，之后进行输出显示，最终完成了数字温度计的总体设计。其系统构成简单，信号采集效果好，数据处理速度快，便于实际检测使

3、用。关键词：单片机AT89C51；温度传感器DS18B20；LED数码管；数字温度计（一)设计内容及要求本设计主要介绍了用单片机和数字温度传感器DS18B20相结合的方法来实现温度的采集，以单片机AT89C51芯片为核心，辅以温度传感器DS18B20和LED数码管及必要的外围电路，构成了一个多功能单片机数字温度计。本次设计的主要思路是利用51系列单片机，数字温度传感器DS18B20和LED数码显示器，构成实现温度检测与显示的单片机控制系统，即数字温度计。通过对单片机编写相应的程序，达到能够实时检测周围温度的目的。通过对本课题的设计能够熟悉数字温度计的工作原理

4、及过程，了解各功能器件(单片机、DS18B20、LED)的基本原理与应用，掌握各部分电路的硬件连线与程序编写，最终完成对数字温度计的总体设计。其具体的要求如下：1、根据设计要求，选用AT89C51单片机为核心器件；2、温度检测器件采用DS18B20数字式温度传感器，利用单总线式连接方式与单片机的P2.2引脚相连；3、显示电路采用两位LED数码管以串口并行输出方式动态显示。27（二）系统的硬件选择及设计2.1核心处理器的设计1、AT89C51引脚图芯片AT89C51的引脚排列和逻辑符号如图2.1所示。图2.1AT89C51单片机引脚图2、AT89C51引脚功能

5、介绍单片机芯片AT89C51为40引脚双列直插式封装。本设计使用的其各个引脚功能介绍如下：(1)VCC：供电电压；(2)GND：接地；(3)P0口：一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。本设计中使用P0作为两个共阴极LED数码管的位选和段选输出控制口，其中用到74HC573作为输出锁存，将段选和位选分开控制，由P2.7，P2.8开启。电路图如下：27(4)P1口：一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口被拉为低电平时将输出电流。本设计中只用到P1.0管脚，当所测量温度超过预设报警温度时点亮LE

6、D灯，其中用到74HC573作为输出锁存，由Ｐ2.5开启该锁存器。电路图如下：27(5)P2口：一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流。本设计中使用P2.2管脚和DS18B20的ＤＱ管脚相连作为通信总线，AT89C51和DS18B20都能对该线电平拉高和拉低操作来进行通信，当电平为高时总线传输“１”，当电平为低时总线传输“０”；P2.7，P2.8开启数码管的位选和段选的P0口的锁存；Ｐ2.5开启报警LED灯的P1口的锁存。(6)RST：复位输入端。当振荡器复位时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。2.2温度采集电路

7、的设计1、单线技术该技术采用单根信号线，即可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输时是双向的，因而这种单线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉。便于扩展的优点。27单线技术适用以单主机系统，单主机能够控制一个或多个从机设备。主机可以是微控制器，从机可以是单线器件，它们之间的数据交换，控制都由这根线完成。主机或从机通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放线，而让其它设备使用。单线通常要求外接一个约5kΩ的上拉电阻，这样，当该线闲置时，器件状态为高电平。主机和从机之间的通信主要分为3个步骤：初始化单线器件，识别单线器件和单线数据传

8、输。由于只有一根线通信，所以它们必须是严格的主从结构