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单片机课程设计说明书

1引言

随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它

所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人

们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设

施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

2总体设计方案

2.1方案论证

根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片

机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选

用数字温度传感器DS18B20，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及

进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降

低了系统的硬件成本。

该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到

AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统

显示器用4位共阳LED数码管以动态扫描法实现。检测范围-55摄氏度到125

摄氏度。

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图1所示。

AT89C51

显示电路

主

温度传感器

控

DS18B20

制

器扫描驱动

图1数字温度计总体电路结构框图

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2.2系统硬件电路的设计

温度计电路设计原理图如图2所示，控制器使用单片机AT89C51，温度传

感器使用DS18B20，用4位共阳LED数码管实现温度显示。

图2数字温度计设计电路原理图

2.2.1主控制器

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能

CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，

与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪

烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多

嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

2.2.2显示电路

显示电路采用4位共阳LED数码管，从P0口输出段码，列扫描用P3.0~P3.3

口来实现，列驱动用8550三极管。

2.2.3温度传感器工作原理

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。

DS18B20的性能特点如下：

●独特的单线接口方式仅需要一个端口引脚进行通信；

●多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能；

●无需外部器件；

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●可通过数据线供电，电压范围：3.0～5.5V；

●测温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃

●零待机功耗

●温度以9或12位数字量读出；

●用户可定义的非易失性温度报警设置

●报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件

●负电压特性，电源极性接反时，温度计