DS18B20温度传感器电路设计(参考)

关键词:单片机AT89C51；温度传感器DS18B20；数码显示

实现功能：可以测得的温度范围0~125度并显示一位小数

有报警功能当15度

（默认上限温度为30 下限温度为15）

当T>30度时红灯亮

T<15度时绿灯亮

有调整上下限温度功能按下相应按钮可以调整报警温度范围

元件清单

AT89C51单片机芯片1块

DS18B20温度传感器1个

4位共阳极数码管1块

红色发光二极管1个

绿色发光二极管1个

八分之一W 1K电阻10个

1W 4.7K电阻1个

弹性开关3个

本方案设计的系统由单片机系统、数字温度传感器、LED显示模块、按键控制模块、温度报警模块组成，其总体架构如下图1.

图1 系统总体方框图

DS18B20性能

1独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信

2简单的多点分布应用

3无需外部器件

4可通过数据线供电

5零待机功耗

6测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增

7可编程的分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、

0.25℃、0.125℃和0.0625℃

8温度数字量转换时间200ms，12位分辨率时最多在750ms内把温度转换为数字

9应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计和任何热感

测系统

10负压特性：电源极性接反时，传感器不会因发热而烧毁，

但不能正常工作。

DS18B20外形及引脚说明

图3 DS18B20外形及引脚

GND：地

DQ：单线运用的数据输入/输出引脚

VD：可选的电源引脚

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。

DS18B20温度数据表

AT89C51

AT89C51单片机Atmel公司的生产的AT89C51单片机是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机，内部除CPU外，还包括128字节RAM，4个8位并行I/O口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，片内集成4K字节可改变程序Flash存储器，具有低功耗，速度快，程序擦写方便等优点，完全满足本系统设计需要。单片机P2^2口作为ADC0809转换数据的输入端。P0的输出信号作为数码管的显示，P2.4～P2.7则作为４个数码管的位选信号控制，P2^0，P2^1，作为报警装置的输出。

仿真图

源程序

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char //宏定义

sbit p2_4=P2^4;

sbit p2_5=P2^5;

sbit p2_6=P2^6;

sbit dp=P0^7;

sbit p2_7=P2^7;

sbit DQ=P2^2; //定义DS18B20总线I/O

sbit SET=P3^1; //定义选择调整报警温度上限和下限（1为上限，0为上限）

/****P3.2和P3.3为调整温度报警增加键和减少键******/

sbit HONGDENG=P2^0; sbit LVDENG=P2^1; //定义亮灯

signed char m; //温度值全局变量

bit sign=0; //外部中断状态标志

signed char shangxian=30; //上限报警温度，默认值为30

signed char xiaxian=15; //下限报警温度，默认值为15

uchar code

LEDData[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf};

/*****延时子程序*****/

void Delay(uint i) {

while( i-- ); }

/*****初始化DS18B20*****/

void Init_DS18B20(void) {

unsigned char x=0;

DQ=1;

Delay(8); //稍作延时

DQ=0; //单片机将DQ拉低

Delay(80); //精确延时，大于480us

DQ=1; //拉高总线

Delay(14);

x=DQ; //稍作延时后如果X=0则初始化成功，X=1则初始化失败

Delay(20); }

/*****读一个字节*****/

unsigned char ReadOneChar(void) {

unsigned char i=0;

unsigned char dat=0;

for (i=8;i>0;i--){

DQ=0; //给脉冲信号

dat>>=1;

DQ=1; //给脉冲信号

if(DQ)

dat|=0x80;

Delay(4); }

return(dat); }

/*****写一个字节*****/

void WriteOneChar(unsigned char dat) {

unsigned char i=0;

for (i=8; i>0; i--) {

DQ=0;

DQ=dat&0x01;

Delay(5);

DQ=1;

dat>>=1;

}

}

void Tmpchange(void) //发送温度转换命令

{

Init_DS18B20();

WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44); //启动温度转换

}

/*****读取温度*****/

unsigned int ReadTemperature(void) {

unsigned char a=0;

unsigned char b=0;

unsigned int t=0;

float tt=0;

Tmpchange();

Init_DS18B20();

WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器

a=ReadOneChar(); //读低8位

b=ReadOneChar(); //读高8位

t=b; t<<=8;

t=t|a;

tt=t*0.0625;

t= tt*10+0.5; //放大10倍输出并四舍五入return(t);

}

/*****显示开机初始化等待画面*****/

Disp_init() {

P0 = 0x80; //显示

p2_4=1;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

Delay(200);

P0 = 0x80;

p2_4=0;p2_5=1;p2_6=0;p2_7=0;

Delay(200);

P0 = 0x80;

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=1;p2_7=0;

Delay(200);

P0 = 0x80;

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=1;

Delay(200);

P0 = 0x80; }

/*****显示温度子程序*****/

Disp_Temperature() { //显示温度

uint a,b,c,d,e;

e=ReadTemperature(); //获取温度值

a=e/1000; //计算得到百位数字

b=e/100-a*10; //计算得到十位数字

d=e%10; //计算得到小数点后一位

c=(e%100)/10; //计算得到个位数字

m=e/10;

if(m>shangxian ) HONGDENG=1; // 温度高于范围红灯亮else HONGDENG=0;

if(m

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

P0 =LEDData[d]; //显示小数点后一位

p2_4=1;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

Delay(300);

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0; //显示个位

P0 =LEDData[c];

dp=0; //显示小数点

p2_4=0;p2_5=1;p2_6=0;p2_7=0;

Delay(300);

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

P0 =LEDData[b]; //显示十位

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=1;p2_7=0;

Delay(300);

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

P0 =LEDData[a]; //显示百位

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=1;

Delay(300);

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0; } //关闭显示disptiaozheng() {

uchar f,g,j,k;

f=shangxian/10;

g=shangxian%10;

j=xiaxian/10;

k=xiaxian%10;

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

P0 =0xc0; //显示0

p2_4=1;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

Delay(200);

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

P0 =0xc0; //显示0

p2_4=0;p2_5=1;p2_6=0;p2_7=0;

Delay(200);

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

if(SET==1) {

P0 =LEDData[g];

dp=0; //显示上限温度个位

}

else { P0 =LEDData[k];

dp=0;

}

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=1;p2_7=0;

Delay(200);

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0;

if(SET==1) P0 =LEDData[f]; //显示上限温度十位else

{ if(f==0) P0=0x00; //不显示下限温度十位else P0 =LEDData[j]; //显示下限温度十位}

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=1;

Delay(200);

p2_4=0;p2_5=0;p2_6=0;p2_7=0; // 关闭显示

Delay(20); }

/*****外部中断0服务程序*****/

void int0(void) interrupt 0 {

EX0=0; //关外部中断0

sign=1;

if(SET==1) shangxian++;

else xiaxian++;

Delay(500);

EX0=1; }

/*****外部中断1服务程序*****/

void int1(void) interrupt 2 {

EX1=0; // 关外部中断1 sign=1;

if(SET==1) shangxian--;

else xiaxian--;

Delay(500);

EX1=1;

}

/*****主函数*****/

void main(void) {

uint z;

IT0=1;

IT1=1;

EX0=1;

EX1=1;

EA=1;

ReadTemperature(); HONGDENG=0; LVDENG=0 ; for(z=0;z<100;z++) {

Disp_init(); }

while(1) {

Disp_Temperature();

if(sign==1) { for(z=0;z<300;z++) disptiaozheng();

sign=0; }}

}