基于单片机下的数字温度计(DS18B20)

基于单片机的数字温度计,温度传感器用DS18B20

基于单片机的数字温度计设计

1、概论：

温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。在单片机的应用中，一个很重要的应用就是对温度进行检测。测量温度的关键是温度传感器，采用智能温度传感器以实现温度数字化，既能以数字形式直接输出被测温度值，具有测量误差小，分辨力高，抗干扰能力强，能够远程传输数据，带串行总线接口等优点。温度的数字输出显示在7段LDE数码管显示器上。单片机、温度传感器与7段LED数码管显示器等电子元器件的互联，可以研制和开发出具有高性价比的新一代测温系统——基于单片机的数字温度计。

基于单片机的数字温度计设计，即对温度进行实时测量，使用单线数字温度传感器DS18B20把温度信号直接转换成数字信号输入单片机。经单片机处理后，将实时温度显示在两个7段LED数码管显示器上。

完成本设计需要软件编程和硬件电路设计，需要用到两种软件。

1.1、软件编程Keil51的简介

软件编程用Keil Software公司提供的产品软件uVision2 IDE，它集项目管理、编译工具、代码编写工具、代码调试以及安全仿真于一体，适合个人开发或人数少、多开发过程的管理还不成熟的开发团体，这一软件简单易用。

1.2、硬件电路设计Proteus的简介

硬件电路设计使用英国Lab Center Electronics公司推出的Proteus用于仿真单片机及其外围设备的EDA工具软件。Proteus具有高级原理布图（isis）、混合模式仿真（Prospice）、PCB设计以及自动布线（ARES）等功能。Proteus的虚拟仿真技术（USM）第一次真正实现了在物理原型出来之前对单片机应用系统进行设计开发和测试。

Keil51与Proteus配合使用可以在不需要硬件投入的情况下，完成单片机汇编语言、C语言等应用系统的仿真开发，从而缩短实际系统的研发周期，降低开发成本。

1.3、设计中用到的所有电子元器件

单片机(AT89S51)、温度传感器(DS18B20)、7段LED数码管、晶振、电阻排、电容、电阻、PNP型三极管、74HC245芯片等

2、系统器件选择

2.1、 单片机的选择

基于单片机的数字温度计,温度传感器用DS18B20

对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。AT89S51 是美国 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4kbytes 的可编程的 Flash 只读程序存储器,兼容标准 8051 指令系统及引脚。它集 Flash 程序存储器既可在线编程（ISP），也可用传统方法进行编程，所以低价位 AT89S51单片机可为提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。单片机AT89S51 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。主要特性如下图-1所示：

●与MCS-51 兼容

●4K字节可编程闪烁存储器

●寿命：1000写/擦循环

●数据保留时间：10年

●全静态工作：0Hz-24Hz

●三级程序存储器锁定

●128*8位内部RAM

●32可编程I/O线

●两个16位定时器/计数器

●5个中断源 AT89S51单片机引脚如图-1所示

●可编程串行通道

●低功耗的闲置和掉电模式

●片内振荡器和时钟电路

2.2 89S51 引脚功能介绍：

AT89S51 单片机为40 引脚双列直插式封装,其引脚排列和逻辑符号如图-1 所示:

各引脚功能简单介绍如下：

●VCC：供电电压

●GND：接地

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●P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序

数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，

P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0

外部电位必须被拉高。

●P1口：P1口是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口管脚写入“1”后，电位被内部上拉为高，可

用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内

部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

●P2口：P2口为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，当P2口被写“1”时，其管脚电位被内部上拉电阻

拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将

输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器

或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉的优势，当对外部八位地址数

据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在

FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

●P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门

电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)，也是

由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口：

P3.0 RXD(串行输入口)

P3.1 TXD(串行输出口)

P3.2 INT0(外部中断0)

P3.3 INT1(外部中断1)

P3.4 T0(记时器0外部输入)

P3.5 T1(记时器1外部输入)

P3.6 WR (外部数据存储器写选通)

P3.7 RD (外部数据存储器读选通)

同时P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

●RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高

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平时间。

●ALE / PROG ：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地

址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉

冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此

频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲

或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储

器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH

地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE

才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部

执行状态ALE禁止，置位无效。

●PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取址期间，每个

机器周期PSEN两次有效。但在访问内部部数据存储器时，这两次有

效的PSEN信号将不出现。

●EA/VPP：当EA保持低电平时，访问外部ROM；注意加密方式1时，EA将内部

锁定为RESET；当EA端保持高电平时，访问内部ROM。在FLASH编

程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。

●XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

●XTAL2：来自反向振荡器的输出。

2.3、温度传感器的选择

2.3.1 DS18B20 简单介绍

美国Dallas公司生产的单线数字 …… 此处隐藏：10102字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……