目錄
第 一 章 引言----------------------------------------------------------- 2
第 二 章 系統硬件電路的設計-------------------------------------- 3
一 主控制器----------------------------------------------------- 3
二 顯示電路----------------------------------------------------- 3
三 溫度傳感器工作原理-------------------------------------- 3
四 DS18B20 與單片機的接口電路------------------------- 8
第 三 章 系統程序的設計-------------------------------------------- 9
一 主程序--------------------------------------------------------- 9
二 讀出溫度子程序--------------------------------------------- 10
三 溫度轉換命令子程序--------------------------------------- 11
四 計算溫度子程序--------------------------------------------- 11
五 顯示數據刷新子程序--------------------------------------- 12
六 DS18B20的各條ROM命令---------------------------------- 12
七 溫度數據的計算處理方法--------------------------------- 14
第 四 章 調試及性能分析--------------------------------------------- 15
第 五 章 程序清單------------------------------------------------------ 16
第 一 章 引言
在日常生活及工農業生產中，經常要用到溫度的檢測及控制，傳統的測溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉換成對應的溫度，需要比較多的外部硬件支持。其缺點如下：
硬件電路複雜；
軟件調試複雜；
製作成本高。
本數字溫度計設計採用美國DALLAS半導體公司繼DS18B20之後推出的一種改進型智能溫度傳感器DS18B20作爲檢測元件，測溫範圍爲-55～-125 ℃，最高分辨率可達0.0625℃.
DS18B20可以直接讀出被測溫度值，而且採用三線制與單片機相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點。
按照系統設計的功能和要求，確定系統由3個模塊組成：主控制器，測溫電路和顯示電路。
數字溫度計總體電路結構框圖如圖1所示。
設計要求：
1．測溫範圍 -55～~+125 ℃
2. 誤差 +0.5℃以內
3．採用LED數碼管直讀顯示
第 二 章 系統硬件電路的設計
溫度計設計原理圖如圖所示,控制器使用單片機AT89C2051,溫度傳感器使用DS18B20，用4位共陽LED數碼管以動態掃描法實現溫度顯示。
一 主控制器
單片機AT89C2051具有低電壓供電和小體積等特點，兩個端口剛好滿足電路系統的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用。系統可用兩節電池供電。
二 顯示電路
顯示電路採用4位共陽LED數碼管，從P1口輸出段碼，列掃描用P3.0~P3.3來實現，列驅動用9012三極管。
三 溫度傳感器工作原理
18B20的性能特點
DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，並且可根據實際要求通過簡單的編程實現9~12位的數字值讀取方式。DS18B20的性能特點如下：
●獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；
●多個DS18B20可以並聯在惟一的三線上，實現多點組網功能；
●無須外部器件；
●可通過數據線供電，電壓範圍爲3.0~5.5V；
●零待機功耗；
●溫度以9或12位數字；
●用戶可定義報警設置；
●報警搜索命令識別並標誌超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；
●負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發熱而燒燬，但不能正常工作。
18B20的內部結構
DS18B20採用3腳PR-35封裝或8腳SOIC封裝，其內部結構如圖2所示。
64位ROM的位結構如圖3所示。開始8位是產品類型的編號；接着是每個器件的惟一的序號，共有48位；最後8位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以採用一線進行通信的原因。非易失性溫度報警觸發器TH和TL，可通過軟件寫入戶用戶報警上下限數據。
8位檢驗CRC 48位序列號 8位工廠代碼（10H）
MSB LSB MSB LSB MSB LSB
圖3 64位ROM結構框圖
DS18B20溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存