基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计设计

基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计设计

摘要

本设计采用的主控芯片是ATMEL公司的AT89S52单片机，数字温度传感器是DALLAS公司的DS18B20。本设计用数字传感器DS18B20测量温度，测量精度高，传感器体积小，使用方便。所以本次设计的数字温度计在工业、农业、日常生活中都有广泛的应用。

单片机技术已经广泛应用社会生活的各个领域，已经成为一种非常实用的技术。51单片机是最常用的一种单片机，而且在高校中都以51单片机教材为蓝本，这使得51单片机成为初学单片机技术人员的首选。本次设计采用的AT89S52是一种flash型单片机，可以直接在线编程，向单片机中写程序变得更加容易。本次设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器，DS18B20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电路变得简单、可靠。

本设计根据设计要求，首先设计了硬件电路，然后绘制软件流程图及编写程序。本设计属于一种多功能温度计，温度测量范围是-55℃到125℃。温度值的分辨率可以被用户设定为9-12位，可以设置上下限报警温度，当温度不在设定的范围内时，就会启动报警程序报警。本设计的显示模块是用四位一体的数码管动态扫描显示实现的。在显示实时测量温度的模式下还可以通过查询按键查看设定的上下限报警温度。

关键词：单片机、数字温度计、DS18B20、AT89S52

1 概述 - 1 -

1.1系统概述 - 1 -

2 系统总体方案及硬件设计 - 2 -

2.1 系统总体方案 - 2 -

2.1.1系统总体设计框图 - 2 -

2.1.2各模块简介 - 2 -

2.2 系统硬件设计 - 5 -

2.2.1 单片机电路设计 - 5 -

2.2.2 DS18B20温度传感器电路设计 - 6 -

2.2.3 显示电路设计 - 6 -

2.2.4 按键电路设计 - 7 -

2.2.5 报警电路设计 - 8 -

3 软件设计 - 9 -

3.1 DS18B20程序设计 - 9 -

3.1.1 DS18B20传感器操作流程 - 9 -

3.1.2 DS18B20传感器的指令表 - 9 -

3.1.3 DS18B20传感器的初始化时序 - 10 -

3.1.4 DS18B20传感器的读写时序 - 10 -

3.1.5 DS18B20获取温度程序流程图 - 11 -

3.2 显示程序设计 - 13 -

3.3 按键程序设计 - 13 -

4实物制作及调试 - 14 -

5电子综合设计体会 - 15 -

参考文献 - 15 -

附1 源程序代码 - 17 -

附2 系统原理图 - 32 -

设计体会

经过将近一个月的设计、焊接、编程、调试，我们终于完成了数字温度计的设计，基本能够达到设计要求，而且还设计了一些其他功能，比可以开启或消除按键音功能，开机动画功能，查看报警上下限温度功能。

此次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我们所学到的知识运用到实践中去。在大学课堂的学习只是给我们灌输专业知识，而我们应把所学的知识应用到我们现实的生活中去。这次的设计不仅使我们将课堂上学到的理论知识与实际应用结合了起来，而且使我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有了更进一步的认识，同时在软件编程、焊板调试、相关调试仪器的使用等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。此次单片机设计也为我们以后进行更复杂的单片机系统设计提供了宝贵的经验。

在本次设计的过程中，我们遇到不少的问题，刚开始焊好的板子下不进去程序，经过一再仔细的检查，才发现是在下载口处出了问题，由于焊盘口比较小，排针插不进去，最后使了很大力气才插进去，插进去后才发现坏了，结果在去排针的时候把焊盘给去下来了，最后只能在旁边将下载口引了出来。还有就是文章中提到的蜂鸣器驱动问题等等。经过此次的硬件制作与调试，锻炼了我们的动手实践能了。本次设计的另一个重点就是软件程序的设计，其中需要有很巧妙的程序算法，虽然以前写过几次程序，但我觉的写好一个程序并不是一件简单的事，有好多的东西，只有我们去试着做了，才能真正的掌握，只学习理论，有些东西是很难理解的，更谈不上掌握。

通过此次的综合设计，我们初步掌握了单片机系统设计的基本原理。充分认识到理论学习与实践相结合的重要性，对于书本上的很多知识，不但要学会，更重要的是会运用到实践中去。在以后的学习中，我们会更加注重实践方面的锻炼，多提高自己的动手实践能力。

参考文献

[1] 谭浩强.C程序设计（第三版）.北京:清华大学出版社,2005.7

[2] 余发山,王福忠.单片机原理与应用技术.徐州：中国矿业大学出版社,2008.6

[3] 求是科技.单片机典型模块设计实例导航.北京:人民邮电出版社,2005.5

[4] 求是科技.8051系列单片机C程序设计完全手册.北京：人民邮电出版社，2006.4

[5] 于永,戴佳,刘波.51单片机C语言常用模块与综合系统设计实例精讲（第2版）.北京:电子工业出版社,2008.10