基于单片机的DS18B20温度测量
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器的数字温度计设计。
我们将详细介绍如何利用这两种核心组件，结合适当的硬件电路设计和软件编程，实现一个能够准确测量和显示温度的数字温度计。
This article aims to explore the design of a digital thermometer based on AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor. We will provide a detailed introduction on how to utilize these two core components, combined with appropriate hardware circuit design and software programming, to achieve a digital thermometer that can accurately measure and display temperature.我们将对AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器进行简要介绍，包括它们的工作原理、主要特性和适用场景。
然后，我们将详细阐述硬件电路的设计，包括微控制器与温度传感器的连接方式、电源电路、显示电路等。
We will provide a brief introduction to the AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor, including their working principles, main characteristics, and applicable scenarios. Then, we will elaborate on the hardware circuit design, including the connection method between the microcontroller and temperature sensor, power circuit, display circuit, etc.在软件编程方面，我们将介绍如何使用C语言对AT89C51微控制器进行编程，实现温度数据的读取、处理和显示。
基于51单片机的温度监测系统(DS18B20)
DS18B20读时序
所有的读时隙都由拉低总线，持续至少1us后再释放总线（由于上拉电阻的作用，总线恢复为 高
配置寄存器
8 位 CRC 生成器
DS18B20的时序
DS18B20复位时序
DS18B20的所有通信都由由复位脉冲组成的初始化序列开始。该初始化序列由主 机发出，后跟由DS18B20发出的存在脉冲（presence pulse）。在初始化步骤中，总线 上的主机通过拉低单总线至少480μs来产生复位脉冲。然后总线主机释放总线并进入接收 模式。当总线释放后，5kΩ的上拉电阻把单总线上的电平拉回高电平。当DS18B20检测 到上升沿后等待15到60us，发出存在脉冲，拉低总线60-240us至此，初始化和存在时序 完毕。时序图如下：
1.主控制器电路和测温
电路的设计
主控制器电路由AT89S52 及外围时钟和复位电路构成， 测温电路由DS18B20、报警 电路组成。AT89C52是此硬 件电路设计的核心，通过 AT89S52的管脚P2.7与 DS18B20相连，控制温度的 读出和显示。硬件电路的功 能都是与软件编程相结合而 实现的。具体电路原理图如 右图2所示。
送1，以拉低总线的方式表示发送0.当发送0的时候，DS18B20在读时隙的末期将会释放总线，总线
将会被上拉电阻拉回高电平（也是总线空闲的状态）。DS18B20输出的数据在下降沿（下降沿产 生读时隙）产生后15us后有效。因此，主机释放总线和采样总线等动作要在15μs内完成。
基于DS18B20的多路温度检测系统设计
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２３ 串 口通 讯 电路 设 计 ．
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DS18B20温度检测
目录1引言 (1)2系统描述 (2)2.1系统功能 (2)2.2系统设计指标 (2)3系统的主要元件 (3)3.1单片机 (3)3.2温度传感元件 (4)3.3LCD显示屏 (6)4硬件电路 (7)4.1系统整体原理图 (7)4.2单片机晶振电路 (7)4.3温度传感器连接电路 (8)4.4LCD电路 (9)4.5报警和外部中断电路 (10)5结论 (11)温度监测系统硬件设计摘要:利用DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器实现温度的监测，可以简化硬件电路，也可以实现单线的多点分布式温度监测，而不会浪费单片机接口，提供了单片机接口的利用率。
同时提高了系统能够的抗干扰性，使系统更灵活、方便。
本系统主要实现温度的检测、显示以及高低温的报警。
也可以通过单总线挂载多个DS18B20实现多点温度的分布式监测。
关键词： DS18B20，单总线，温度，单片机1引言在科技广泛发展的今天，计算机的发展已经越来越快，它的应用已经越来越广泛。
而单片机的发展和应用是其中的重要一方面。
单片机在工业生产（机电、化工、轻纺、自控等等）和民用家电各方面有广泛的应用。
其中，单片机在工业生产中的应用尤其广泛。
单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此被广泛应用。
在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要测量参数。
例如：在冶金工业、化工工业、电力工程、机械制造和食品加工等许多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反映炉和锅炉，尤其是热学试验（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）中的温度进行测量，并经常会对其进行控制。
传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过A/D 转换环节获得数字信号后才能够被单片机等微处理器接收处理，使得硬件电路结构复杂，制作成本较高。
近年来，美国DALLAS公司生产的DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。
基于51单片机和DS18B20的数字温度计设计说明
基于51单片机和DS18B20的数字温度计设计说明
1.硬件设计：
-51单片机：选择合适的型号，如STC89C52或AT89C52等。
-DS18B20温度传感器：该传感器是一种数字温度传感器，具有单总线接口和高精度测量能力。
-接口电路：将51单片机和DS18B20传感器连接起来，要注意电平转换和信号线的阻抗匹配。
2.软件设计：
-初始化：在主函数中，首先对单片机进行初始化设置，包括时钟设置、串口配置等。
-DS18B20通信协议：使用单总线协议与DS18B20传感器进行通信，包括发送复位信号、读写数据等操作。
-温度测量：通过向DS18B20发送读取温度的命令，从传感器中读取温度值并保存。
-数据传输：将温度值转换为可显示的格式，如摄氏度或华氏度，并通过串口输出或LED显示。
3.程序流程：
-初始化单片机，设置时钟和串口参数。
-进入主循环，循环执行以下操作：
-发送复位信号，启动温度转换。
-等待转换完成，发送读取温度命令。
-读取温度值，并进行数据处理转换。
-输出温度值。
4.其他功能：
-可以添加LCD显示模块，将温度值显示在液晶屏上。
-可以添加按键输入模块，通过按键切换温度单位或进行其他操作。
需要注意的是，该设计只是一个简单的示例，实际应用中可能需要根据具体需求进行扩展和修改。
同时，在程序设计过程中，也要注意低功耗和数据稳定性等方面的考虑。
基于单总线器件DS18B20的温度测量仪
基于单总线器件DS18B20的温度测量仪廖琪梅，韩彬，杨文昭，屈景辉时间：2008-08-281 引言许多情况下需要测量温度参数。
通常测温系统的主要器件是热敏电阻，由于它体积小、重复性好、测量方法简单，所以在测温系统中广泛应用。
但采用热敏电阻的测温系统需要A／D转换，而且测量精度不高。
本文采用Dallas公司生产的一种新型温度传感器DS18B20，它集温度测量、A／D转换于一体，其测量范围宽(-55℃～+125℃)，精度高(0.0625℃)，DS18B20是一款具有单总线结构的器件。
由DS18B20组建的温度测量单元体积小，便于携带、安装。
同时，DS18B20的输出为数字量，可以直接与单片机连接，无需后级A／D转换，控制简单。
由于DS18B20具有单总线特性，便于扩展，可在一根总线上挂接多个DS18B20来组建温度测量网络。
2 硬件电路设计本系统设计采用 Mega8单片机控制DS18B20，由显示电路显示当前温度。
其系统硬件电路如图1所示。
Atmel的Mega8单片机采用RTSC(精简指令集)，指令执行速度快，内嵌8 KB Flash程序存储器，支持ISP(在系统编程)，片内含有大容量的RAM 区，具有SPT总线、I2C总线、ADC功能。
Mega8单片机体积小，功能强，具有PDIP-28封装及TQFP封装。
DS18B20采用单总线方式和Mega8单片机相连，即DS18B20的1引脚和3引脚接地，2引脚通过一只240 Ω的电阻接至Mega8的PB7引脚，同时将PB7引脚采用一只4.7 kΩ的电阻上拉至VCC。
单总线即只用一根信号线，既供电，又传输数据，而且数据传输是双向的，单总线具有"线与"功能，连接方便，便于扩展。
由于DS18B20采用 CMOS技术，耗电量很小，从总线上"偷"一点电保存到DS18B20内的电容中就可供给器件工作。
串联240 Ω电阻的目的是防止有缺陷的程序损坏DS18B20，如果没有正确地采用OC(集电极开路)或OD(漏极开路)结构驱动DS18B20，而是选择推挽方式，DS18B20可能被烧坏。
基于ds18b20的数字温度计设计报告
基于ds18b20的数字温度计设计报告
一、引言
随着科技的进步，温度的测量和控制变得越来越重要。
DS18B20是一款数字温度传感器，具有测量准确度高、体积小、接口简单等优点，广泛应用于各种温度测量场合。
本报告将介绍基于DS18B20的数字温度计设计。
二、DS18B20简介
DS18B20是一款由美国Dallas公司生产的数字温度传感器，可以通过数据线与微处理器进行通信，实现温度的测量。
DS18B20的测量范围为-55℃～+125℃，精度为±0.5℃。
三、数字温度计设计
1.硬件设计
数字温度计的硬件部分主要包括DS18B20温度传感器、微处理器、显示模块等。
其中，DS18B20负责采集温度数据，微处理器负责处理数据并控制显示模块显示温度。
2.软件设计
软件部分主要实现DS18B20与微处理器的通信和控制显示模块显示。
首先，微处理器通过数据线向DS18B20发送命令，获取温度数据。
然后，微处理器将数据处理后发送给显示模块，实现温度的实时显示。
四、测试结果
经过测试，该数字温度计的测量精度为±0.5℃，符合设计要求。
同时，该温度
计具有测量速度快、体积小、使用方便等优点，可以广泛应用于各种温度测量场合。
五、结论
基于DS18B20的数字温度计具有高精度、低成本、使用方便等优点，可以实现高精度的温度测量和控制。
随着科技的发展，数字温度计的应用将越来越广泛，具有广阔的市场前景。
基于ds18b20的温度计设计代码
基于DS18B20的温度计设计代码一、介绍DS18B20温度计DS18B20是一种数字温度传感器，由美国达拉斯半导体公司生产。
它采用单总线通信协议，并可以通过单总线接口进行多级串联。
DS18B20具有精度高、稳定性好、响应速度快等特点，因此在各种温度测量应用中被广泛使用。
二、DS18B20温度计设计代码在使用DS18B20温度传感器时，我们通常需要编写相应的代码来读取传感器的数据并进行温度计算。
以下是基于Arduino评台的DS18B20温度计设计代码：```c#include <OneWire.h>#include <DallasTemperature.h>#define ONE_WIRE_BUS 2 // 设置DS18B20数据线连接的Arduino 引脚OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);DallasTemperature sensors(&oneWire);void setup() {Serial.begin(9600);sensors.begin();}void loop() {sensors.requestTemperatures(); // 发送获取温度命令float temperatureC = sensors.getTempCByIndex(0); // 获取温度值（摄氏度）float temperatureF = sensors.toFahrenheit(temperatureC); // 转换为华氏度Serial.print("Temperature: ");Serial.print(temperatureC);Serial.print("°C / ");Serial.print(temperatureF);Serial.println("°F");delay(1000); // 延时1s}```以上代码使用了OneWire库和DallasTemperature库来实现对DS18B20的温度测量。
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基于DS18B20的温度测量系统组员：计佳辰11221120组员：徐文杰112211101.课题要求测量环境中的温度，以BCD码的形式在LED上显示2. 设计背景随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差，这里设计的数字温度计具有读数方便，测温围广，测温精确，数字显示，适用围宽等特点。
本设计选用AT89C51单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器,通过LM016L 实现温度显示。
通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在0℃～100℃最大线性偏差小于0.01℃。
该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。
另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。
3.设计方案3.1总体设计思路方案与系统框图采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。
采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和AT89C51单片机构成的温度测量装置,DS18B20的DQ与AT89C51的P3.7口相连，与它直接输出温度的数字信号,采用AT89C51单片机控制，温度显示由四位八段LED显示屏完成，LED的D0～D7为8位双向数据端，与AT89C51的P1口相连，系统框图如下图所示。
3.2 DS18B20芯片介绍DS18B20引脚定义：(1)DQ为数字信号输入输出端(2)GND为电源地(3)VDD为外接供电电源输入端温度寄存器（0和1字节）AT89C51时钟电路复位电路DS18B20数字温度传感器测温物体图1显示电路DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
这是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。
DS18B20 的温度操作是使用16 位，也就是说分辨率是0.0625。
BIT15~BIT11 是符号位，为了就是表示转换的值是正数还是负数。
3.3 LED显示屏（共阴）介绍A,B,C,D,E,F,G,DP管脚是段选引脚，1,2,3,4是位选引脚（低电平有效），字形码如下：3.4．AT89C51芯片VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写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FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个部提供上拉电阻的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，被部上拉为高，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，其管脚被部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于部上拉的缘故。
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，它利用部上拉优势，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，它们被部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能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）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电平时间。
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指令是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指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间部程序存储器。
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部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
3.5硬件电路图本系统过温度传感器DS18B20的数据线DQ与主控芯片51单片机的P3.7相连接，DS18B20将采集到的数据送给单片机，经过单片机出来后，显示在8位数据线与单片机P1口的液晶LED上。
位选由P2控制。
3.6 程序设计AT89C51 复位电路晶振电路测温部分显示部分4.仿真与调试附录TMPL EQU 29HTMPH EQU 28HDATAIN BIT P3.7ORG 0000HMAIN: MOV P1,#0FFH;LED显示清零（空格）LCALL GET_TEMPER;调用初始化，写指令，读指令子程序LCALL CVTTMP;十六进制转换为BCD码LCALL DISP1;LED显示温度子程序AJMP MAIN;初始化DS18B20INIT_1820:SETB DATAINNOPCLR DATAIN;拉低DQ发送复位脉冲MOV R1,#3;延时TSR1: MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1SETB DATAIN;拉高DQNOPDATAIN,$;等待应答脉冲MOV R0,#117;延时TSR6:DJNZ R0,$TSR7:SETB DATAINRET;初始化完毕;调用初始化，写指令，读指令子程序GET_TEMPER:SETB DATAINLCALL INIT_1820;调用初始化子程序MOV A,#0CCHLCALL WRITE_1820;写命令，0CCH送入DS18B20，跳过ROM检测MOV A,#44HLCALL WRITE_1820;写命令，把44H送入DS18B20，在DS18B20部进行温度转换。
把测得的数据转换成十六进制LCALL INIT_1820;调用初始化子程序MOV A,#0CCHLCALL WRITE_1820;写命令，把0CCH送入DS18B20，跳过ROM检测MOV A,#0BEHLCALL WRITE_1820;读命令，把0BEH送入DS18B20，准备读DS18B20的温度数据（十六进制）LCALL READ_18200;读命令，把温度数据读入单片机（以十六进制保存）RET;调用初始化，写指令，读指令子程序完毕WRITE_1820:;调用写指令子程序开始MOV R2,#8CLR CWR1: CLR DATAINMOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV DATAIN,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB DATAINNOPDJNZ R2,WR1SETB DATAINRET;调用写指令子程序完毕READ_18200:;调用读指令子程序开始MOV R4,#2MOV R1,#29HRE00: MOV R2,#8RE01: CLR CCLR DATAINNOPSETB DATAINMOV R3,#9RE10:DJNZ R3,RE10MOV C,DATAINMOV R3,#23RE20:DJNZ R3,RE20RRC ADJNZ R2,RE01MOV R1,ADEC R1DJNZ R4,RE00RET;调用读指令子程序完毕CVTTMP: MOV A,TMPH;调用温度转换子程序，十六进制转换为BCD码MOV R0,AANL A,#80HJZ TMPC11MOV A,TMPLCPL AADD A,#1MOV TMPL,AMOV A,TMPHCPL AADDC A,#0MOV TMPH,ATMPC11:MOV A,TMPL ANL A,#0FHMOV DPTR,#TMPTAB MOVC A,A+DPTR MOV 70H,AMOV A,TMPLANL A,#0F0H SWAP AMOV TMPL,AMOV A,TMPHANL A,#0FHSWAP AORL A,TMPLH2BCD: MOV B,#100 DIV ABMOV 73H,AB2BCD1:MOV A,#10 XCH A,BDIV ABMOV 72H,AMOV 71H,BMOV A,R0;调整指令，调整负号，空格ANL A,#80HJZ ZHENGMOV A,72HJNZ DIS0MOV 73H,#0AHMOV 72H,#0BHSJMP DISBCD1DIS0:MOV 73H,#0BHSJMP DISBCD1ZHENG: MOV A,73HCJNE A,#00H,DISBCD1MOV 73H,#0AHMOV A,72HCJNE A,#00H,DISBCD1MOV 72H,#0AHDISBCD1:RET;温度转换子程序完毕TMPTAB:DB 0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9 DISP1:MOV R1,#70H;显示子程序开始（共阴极）MOV R5,#0FEHPLAY: MOV P1,#00HMOV A,R5MOV P2,AMOV A,R1MOV DPTR ,#TABMOVC A,A+DPTRMOV P1,AMOV A,R5ACC.1,L00P1SETB P1.7;第二位小数点保留，其他位清掉L00P1: LCALL DL1MSINC R1MOV A,R5JNB ACC.3,ENDOUTRL AMOV R5,ASJMP PLAYENDOUT: MOV P1,#00HMOV P2, #0FFHRET;显示子程序完毕TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66HDB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H,40H DL1MS: MOV R6,#14H;延时子程序DL1: MOV R7,#100DJNZ R7,$DJNZ R6,DL1RETEND。