单片机测温系统设计

《单片机原理及应用》课程设计报告

课题名称：单片机测温系统设计

分院：

教研室：电气工程及其自动化

班级：

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指导教师：

基于DS18B20的单片机温度测量系统

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是不可否定的，各种数字系统的应用也使人们的生活更加舒适。数字化控制、智能控制为现代人的工作、生活、科研等方面带来方便。其中数字温度计就是一个典型的例子。数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温精确、功能多样话等优点。其主要用于对测温要求准确度比较高的场所，或科研实验室使用，该设计使用STC89C52单片机作控制器，数字温度传感器DS18B20测量温度，单片机接受传感器输出，经处理用LCD1602液晶实现温度值显示。

一设计要求

1 用字符型液晶显示模块LCD1602显示实时室温等数据，如下图所示（仅供参考，可个性化差异设计，如显示姓名等）：

2 单片机完成对DS18B20的温度数据传输控制，要求显示精确到0.1℃。

二硬件设计

1 系统框图如下图：

2 温度检测模块

在该模块中，采用DS18B20温度传感器作为温度采集芯片。DS18B20温度传感器是达拉斯公司生产的一种单总线芯片，它的测温范围为－55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃，具有使用简单、工作稳定的优点。可以适用于工业生产、家庭应用等场合。DS18B20在完成准确的温度变换时，I/O线上必须提供足够的功率，解决这一问题就是在DQ和电源之间加上4.7k的上拉电阻。

3 单片机控制模块

由前所述，单片机由于其各种优点，是一种常用的控制器件。80C51单片机是第三代单片机中的典型代表，在该设计中，单片机作为控制模块，接受来自按键模块、时间模块、温度检测模块的信息，来控制液晶显示模块的显示信息。

4 1602液晶显示模块

用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。

5数据处理

高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如表5所示。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后。

下表为12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。例如+125℃的数字输出为07D0H，实际温度=07D0H*0.0625=2000*0.0625=125℃。例如-55℃的数字输出为FC90H，则应先将11位数据位取反加1得370H（符号位不变，也不作运算），

实际温度=370H*0.0625=880*0.0625=55℃。可见其中低四位为小数位。

5整体电路如下图：

三软件设计

1 主程序模块

主程序流程图如下图：

2 读温度值模块

（1）读温度值模块流程图如下图：

（2）DS18B20初始化子程序流程图如下图：

（3）DS18B20写字节和读字节子程序流程图如下图：

DS18B20写字节子程序流程图DS18B20读字节子程序流程图

四测试

可以显示室温,手放到温度传感器上温度升到即可，如下图所示：