基于单片机的数字温度计--DS18B20.doc

目录 一 概述 1 二 AT89C52的介绍 2 2.1 简介 2 2.2 内部结构 2 2.3 引脚 2 三 DS18B20介绍 4 3.1 DS18B20简介 4 3.2 DS18B20的性能特点 4 3.3 DS18B20工作原理 5 四 系统设计 6 4.1设计要求 6 4.2设计原理 6 4.3 系统组成 6 4.4 系统程序的设计 7 4.4.1主程序 7 4.4.2 读温度子程序 8 4.4.3 温度转换子程序 9 4.4.4 计算温度子程序 9 4.4.5 显示数据刷新子程序 10 五 硬件电路分析 11 5.1 系统电路分析 11 5.2 时钟振荡电路 11 5.3 测温电路 12 5.4 复位电路 12 5.5 报警电路 12 5.6 显示电路 13 六 总结与体会 14 七 参考文献 15 附录（源代码） 16 一 概述 随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求也在不断增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就取决于现代信息基础的发展水平。在现代信息采集技术中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域应用广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，与人的生活与环境的温度息息相关，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。 测量温度的关键是温度传感器，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。 目前的智能温度传感器(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。 本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法，并对以此传感器和AT89C52单片机控制器构成的数字温度测量装置的工作原理及程序设计作了详细的介绍。与传统的温度计相比，其具有读数方便，测温范围广，测温准确，输出温度采用数字显示，主要用于对测温要求比较准确的场所。本设计是一个数字温度测量及控制系统，能测量前的温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。保证环境保持在限定的温度中，控制芯片使用AT89C52单片机，测温传感器使用DS18B20，用LED数码管来实现温度显示。本设计采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单，可运行性强，价格低廉等优点，适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。 二 AT89C52的介绍 2.1 简介 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机带有4K字节的可反复擦写的程序存储器（PENROM）和128字节的存取数据存储器（RAM），这种器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术生产，并且能够与MCS-51系列的单片机兼容。片内含有8位中央处理器和闪烁存储单元，有较强的功能的AT89C52单片机能够被应用到控制领域中。AT89C52的片内结构如图1所示，它把那些作为控制应用所必需的基本功能部件都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上，其功能部件包括微处理器（CPU），数据存储器（RAM），程序存储器(4KB Flash ROM)，4个8位可编程并行I/O口(P0口、P1口、P2口、P3口)，1个全双工串行口，2个16位定时器/计数器，中断系统，特殊功能寄存器（SFR）。这些功能部件通过片内单一总线连接而成，如图1所示，其基本结构是CPU加上外围芯片的传统微型计算机结构模式。 2.3 引脚 89C52系列及89C52系列中各种型号芯片的引脚是互相兼容的。目前89C52单片机多采用40只引脚的双列直插封装（DIP）方式，如图2所示。 40只引脚按其功能可分为如下3类: 电源及时钟引脚——Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。 控制引脚——PSEN、ALE、EA、RESEET。 I/O引脚——P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口得外部引脚。 三 DS18B20介绍 3.1 DS18B20简介 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。 3.2 DS18B20的性能特点 ●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； ●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； ●无须外部器件； ●可通过数据