单片机温度采集显示系统
基于DS18B20的温度采集显示系统的设计
目录1.引言 (1)1.1绪论 (1)1.2课程设计任务书 (1)2.设计方案 (3)3.硬件设计方案 (3)3.1最小系统地设计 (3)3.2LED发光报警电路 (5)3.3DS18B20地简介及在本次设计中地应用 (5)3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列 (5)3.3.2 DS18B20地工作原理 (6)3.3.3 DS18B20地主要特性 (7)3.3.4 DS18B20地测温流程 (8)3.3.5 DS18B20与单片机地连接 (8)3.4报警温度地设置 (8)3.5数码管显示 (9)3.5.1数码管工作原理 (9)3.5.2数码管显示电路 (10)3.6硬件电路总体设计 (11)4.软件设计方案 (12)4.1主程序介绍 (12)4.1.1主程序流程图 (12)4.1.2主流程地C语言程序 (13)4.2部分子程序 (17)4.2.1 DS18B20复位子程序 (17)4.2.2 写DS18B20命令子程序 (18)4.2.3读温度子程序 (20)4.2.4计算温度子程序 (22)4.2.5显示扫描过程子程序 (23)5.基于DS18B20地温度采集显示系统地调试 (25)6.收获和体会 (27)7.参考文献 (27)1.引言1.1绪论随着科学技术地发展，温度地实时显示系统应用越来越广泛，比如空调遥控器上当前室温地显示，热水器温度地显示等等，同时温度地控制在各个领域也都有积极地意义.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.本文介绍了基于DS18B20地温度实时采集与显示系统地设计与实现.设计中选取单片机AT89C51作为系统控制中心，数字温度传感器DS18B20作为单片机外部信号源，实现温度地实时采集.并且用精度较好地数码管作为温度地实时显示模块.利用单片机程序来完成对DS18B20与AT89C51地控制，最终实现温度地实时采集与显示.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.1.2课程设计任务书《微机原理与接口技术》课程设计任务书(二)题目：基于DS18B20地温度采集显示系统地设计一、课程设计任务传统地温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点.但由于其输出地是模拟量，而现在地智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得非常复杂.硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构庞大，安装困难，造价昂贵.新兴地IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后地数字量，可以在保证测量精度地情况下，大大简化系统软硬件设计.这种传感器地测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度地测量.DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量.本课题要求设计一基于DS18B20地温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块及报警模块.所设计地系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集地温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值.二、课程设计目地通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机地接口及DS18B20地编程；2）矩阵式键盘地设计与编程；3）经单片机为核心地系统地实际调试技巧.从而提高学生对微机实时控制系统地设计和调试能力.三、课程设计要求1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集地温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警）2、能实时显示温度值，要求保留一位小数；四、课程设计内容1、人机“界面”设计；2、单片机端口及外设地设计；3、硬件电路原理图、软件清单.五、课程设计报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）总体设计方案（3）针对人机对话“界面”要有操作使用说明，以便用户能够正确使用本产品；（4）硬件原理图，以便厂家生成产（可手画也可用protel软件）；（5）程序流程图及清单（子程序不提供清单，但应列表反映每一个子程序地名称及其功能）；（6）调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%.2.设计方案本次地课题设计要求是基于DS18B20地温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块和键盘输入模块及报警模块.其中温度采集模块所选用地是DS18B20数字温度传感器进行温度采集，温度显示模块用地四位八段共阴极数码管进行温度地实时显示，键盘输入模块采用地是按钮进行温度地设置，报警模块用地是LED灯光报警.具体方案见图2-1.图2-1 总体设计方案3.硬件设计方案3.1最小系统地设计本次设计单片机采用地是AT89C51系列地，它由一个8位中央处理器(CPU)，4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个串行I/O口及中断系统等部分组成.其结构如图3-1所示：图3-1 AT89C51系列单片机引脚排列图3-2 单片机最小系统接线图图3-2为单片机最小系统地接线图，其中C1、C2均选用20PF 地，晶振X1用地是11.0592MHZXTAL1XTAL2 RST EA地.晶振电路中外接电容C1，C2地作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率地作用，一般选用10~30pF地瓷片电容.并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好.晶振地取值范围一般为0~24MHz，常用地晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz 等.晶振地振荡频率直接影响单片机地处理速度，频率越大处理速度越快.图3-2中C3，R1及按键构成了最小系统中地复位电路，本次设计选择地是手动按钮复位，手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平.一般采用地办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮.当人为按下按钮时，则Vcc地+5V电平就会直接加到RST端.由于人地动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位地时间要求.在单片机最小系统中还要将EA地非接高电平，如图3-2也有体现出来.3.2 LED发光报警电路P1.7图3-3 LED发光报警电路图3-3为LED报警电路地接法，其中一根线接单片机地8号P1.7口，另外一根接地.当温度超过预设温度值时LED灯被接通发光报警.3.3 DS18B20地简介及在本次设计中地应用3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列DS18B20地管脚排列如图3-4所示：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（在寄生电源接线方式时接地）图3-4 DS18B20地引脚排列及封装3.3.2 DS18B20地工作原理DS18B20地读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到地温度值地位数因分辨率不同而不同，且温度转换时地延时时间由2s减为750ms. DS18B20测温原理如图3-5所示.图中低温度系数晶振地振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率地脉冲信号送给计数器1.高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生地信号作为计数器2地脉冲输入.计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应地一个基数值.计数器1对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行减法计数，当计数器1地预置值减到0时，温度寄存器地值将加1，计数器1地预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值地累加，此时温度寄存器中地数值即为所测温度.图中地斜率累加器用于补偿和修正测温过程中地非线性，其输出用于修正计数器1地预置值.图3-5 DS18B20测温原理图3.3.3 DS18B20地主要特性（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；（2）独特地单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20地双向通讯；（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一地三线上，实现组网多点测温；（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管地集成电路内；（5）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；（6）可编程地分辨率为9～12位，对应地可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；（7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快；（8）测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强地抗干扰纠错能力；（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作.3.3.4 DS18B20地测温流程图3-6 DS18B20地测温流程图3.3.5 DS18B20与单片机地连接图3-7 DS18B20与单片机地连接电路图如上图为DS18B20温度传感器与单片机之间地接法，其中2号接单片机地17号P3.7接口.DS18B20通过P3.7口将采集到地温度实时送入单片机中.3.4 报警温度地设置P2.5 P2.6 P2.7P3.7图3-8 报警温度地设置电路图3-8为报警温度地设置电路，其中K1，K2，K3分别接到单片机地P2.5,P2.6,P2.7口.其中K1用于报警温度设定开关，K2用于报警温度地设置时候地加温度（每次加一），K3用于报警温度地设置时地减温度（每次减一）.实现了报警温度地手动设置.3.5 数码管显示3.5.1数码管工作原理图3-9 数码管地引脚排列及结构图3-9为数码管地外形及引脚排列和两种接法（共阴极和共阳极）地结构图.共阳极数码管地8个发光二极管地阳极（二极管正端）连接在一起.通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端.当某段驱动电路地输出端为低电平时，则该端所连接地字段导通并点亮.根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时，要求段驱动电路能吸收额定地段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.共阴极数码管地8个发光二极管地阴极（二极管负端）连接在一起.通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端.当某段驱动电路地输出端为高电平时，则该端所连接地字段导通并点亮，根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时，要求段驱动电路能提供额定地段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.要使数码管显示出相应地数字或字符，必须使段数据口输出相应地字形编码.字型码各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应……，依此类推.如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮.如要显示“0”，共阳极数码管地字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管地字型编码应为：00111111B（即3FH）.依此类推，可求得数码管字形编码如表3-5所示.表3-5数码管字符表显示地具体实施是通过编程将需要显示地字型码存放在程序存储器地固定区域中，构成显示字型码表.当要显示某字符时，通过查表指令获取该字符所对应地字型码.3.5.2数码管显示电路图3-10 四位八段数码管动态显示电路图3-10为本次设计所用到地四位八段数码管动态显示，其中段选接到单片机地P0口，位选接到单片机地P2口地低四位.其中P0口也接地有上拉电阻，图中未标示出来，会在下面地总体电路中标示出来.采用地是动态显示方式.3.6 硬件电路总体设计图3-11为本次设计地硬件总体设计图，其中利用K1,K2,K3处进行报警温度地设置，然后有DS18B20进行实时温度采集，并在数码管上同步显示，若采集到地温度达到或者超过预设地报警温度，则LED 灯会发光报警，若低于该报警温度，则不会报警.P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.0 P2.1P2.2 P2.3图3-11 硬件电路总体设计图4.软件设计方案4.1主程序介绍4.1.1主程序流程图本次设计首先对程序进行初始化，然后打开报警温度设定开关，对报警温度进行设定，确认设定值后，DS18B20温度传感器进行温度采集并送入单片机中，单片机将传感器所检测到地温度同步显示在数码管上，并且与设置地报警温度进行比较，若达到或者超过报警温度时，LED灯发光报警，如果没有达到，则继续进行温度采集.图4-1主程序流程图4.1.2主流程地C语言程序main (){ALERT=0。
单片机 数据采集系统 实验报告
单片机数据采集系统实验报告1、被测量温度范围：0-120℃，温度分辨率为0.5℃。
2、被测温度点：2个，每5秒测量一次。
3、显示器要求：通道号2位，温度4位（精度到小数点后一位）。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4、键盘要求：（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。
设计内容：1、单片机及电源模块设计：单片机可选用AT89S51及其兼容系列，电源模块可以选用7805等稳压组件，本机输入电压范围9-12v。
2、存储器设计：扩展串行I2C存储器AT24C02。
要求：AT24C02的SCK接P3.2AT24C02的SDA接P3.42、传感器及信号转换电路：温度传感器可以选用PTC热敏电阻，信号转换电路将PTC输出阻值转换为0-5V。
3、A/D转换器设计：A/D选用ADC0832。
要求：ADC0832的CS端接P3.5ADC0832的DI端接P3.6ADC0832的DO端接P3.7ADC0832的CLK端接P2.14、显示器设计：6位共阳极LED显示器，段选（a-h）由P0口控制，位选由P2.2-P2.7控制。
数码管由2N5401驱动。
5、键盘电路设计：6个按键，P2.2-P2.7接6个按键，P3.4接公共端，采用动态扫描方式检测键盘。
6、系统软件设计：系统初始化模块，键盘扫描模块，数据采集模块，标度变换模块、显示模块等。
设计报告要求：设计报告应按以下格式书写：（1）封面；（2）设计任务书；（3）目录；（4）正文；（5）参考文献。
其中正文应包含以下内容：（1）系统总体功能及技术指标描述；（2）各模块电路原理描述；（3）系统各部分电路图及总体电路图（用PROTEL绘制）；（4）软件流程图及软件清单；（5）设计总结及体会。
基于单片机的温度采集与液晶显示
1 绪论1.1 本课题研究的背景和意义温度，一个在日常生活和生产过程甚至科学实验中普遍而且重要的物理参数。
近年来，随着社会的发展和科技的进步，温度控制系统以及测温仪器已经广泛应用于社会生活的各个领域，尤其是在工业自动化控制中占有非常重要的地位。
人们通过温度计来采集温度，经过人工操作进行加热、通风和降温。
从而来控制温度，但是对于这些控制对象惯性大,滞后性严重,而且还存在有许多不定的因素，从而根本难以建立精确的数学模型。
这样不仅控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大，并且有许多工业生产环节是人们不能直接介入的。
因此智能化已然成为现代温度控制系统发展的主流方向。
针对这一种实际情况，设计个温度控制系统，具有非常广泛的应用前景和实际意义[1]。
随着电子信息技术和微型计算机技术的飞速发展。
单片机技术也得到了飞速的发展。
尤其是在高集成度、高速度、低功耗还有高性能方面取得了巨大的进展。
使得单片机在电子产品当中的应用越来越广泛。
使用单片机对温度进行控制的技术也油然而生。
它不仅可以克服温度控制系统中存在的严重的滞后现象，同时还可以在提高采样频率的基础上很大程度的提高控制的效果和控制的精度。
并且随着技术日益发展和完善，相信越来越能显现出它的优越性。
1.2 目前国内外研究现状在国内外温度控制成了一门广泛应用于很多领域的技术。
像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等。
温度控制系统虽然在国内各行各业的应用已十分广泛，但是从温度控制器的生产角度来看，总体的发展水平仍不高。
跟美德日等先进国家相比，仍有着较大的差距。
“点位”控制和常规的PID控制器占领了成熟产品的主体份额。
但它只可以适用于一般的温度系统控制，而难于控制复杂、滞后、时变的温度控制系统。
此外，适于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，目前在国内还没有取得较好的研究成果。
并且，在形成商品化和仪表控制参数的自整定方面，一些先进国家虽已经有一批成熟的产品。
单片机控制温度采集系统设计
功 能需求 采取模块化方法进行设计 ， 开发工具 采用 Ｖ Ｂ语 言和 Ｃ语言 ， Ｂ语 言简单易用 、 发速度 快 ， Ｖ 开 用来 编写友 好的人 机
界 面和数据库维护操作 ； 语 言执行效 率高 、 以操作 硬件 ， Ｃ 可 用
来 编写对底 层 硬件 进行 访 问 的 函数 ， 这些 函数 由 Ｖ Ｂ按 需 调 用 。软 件实现 的功能 主要 有用户 管理 、 系统设置 、 轴温数据 查 看、 曲线 图显示 、 报警记录查询和报表打 印等 。
据进行处理 ， 并负责整 个系统 的管理。
控制台节点 的组成 与轴 温监测 节点类 似 ， 同时 ， 制 台节 控
点通过 Ｒ ２ ２接 口实现 与 上位 机通 信 。上位 机 由 Ｃ Ｕ、 Ｓ一 ３ Ｐ 存
储 区、 盘 、 键 显示器 、 口等单元 组成 ， 户可 以通 过上位机 进 接 用 行轴温数据 监测 和系统管理 。
ＭＡ １７ Ｘ ６ ８中有一 内置 电压 比较 器 ， 电池 电压低 于设 定 的 电 当
压值时 ， 模块通过 Ｐ Ｏ引脚 向 ＭＳ ４ ０ ２ ７ Ｆ Ｐ３ Ｆ ２４发送报警信 号 ２ ２ 轴 温监 测控 制 台 设 计 ． 轴温监测控 制 台设 在 机 车 中， 由控制 台节 点 与上位 机 组 成 。控 制 台节 点 与 轴 温 监 测 节 点 进 行 无 线 通 信 ， 收 各 节 车 接 辆的轴温数据 ， 然后传给上 位机 ； 位机 负责对 收集 的轴温 数
ＴＸ ＰＷ Ｒ ＵＰ、
— —
３ ２ 轴温监测控制 台管理软件设计 ． 轴 温监 测控制 台管理 软件是 系统管 理 的核 心。软件按 照
Ｅ Ｎ接 通 用 １ 口 ， Ｃ ＡＭ、 Ｒ接 中 断 口 ， 样 ０ 而 Ｄ、 Ｄ 这
单片机的温度采集系统 源代码
dat=DS;
i=8;while(i>0)i--;
return(dat);
}
void tmpwritebyte(uchar dat) //写一个字节到DS18B20里
{
uint i;uchar j;bit testb;
for(j=1;j<=8;j++)
temp=tt*10+0.5; //放大十倍，将小数点后第一位转换为可显示数字，再四舍五入
return temp;
}
uchar tmpread(void) //读一个字节
{
uchar i,j,dat;
dat=0;
for(i=1;i<=8;i++)
{
j=tmpreadbit();
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit DS=P3^3; //定义DS18B20接口
int temp; //全局温度变量
{
dsreset(); //初始化DS18B20
tmpwritebyte(0xcc); //跳过序列号命令
tmpwritebyte(0x44); //发送温度转换命令
}
int tmp() //获得温度
{
float tt;uchar a,b;
dsreset();
{
P2=0; //LED段选，共阴极 送1点亮某段
基于单片机的多路温度采集控制系统的设计
基于单片机的多路温度采集控制系统的设计一、系统设计思路1、系统架构：本系统的所有模块分为两个主要的部分：单片机部分和PC部分。
单片机部分是整个温度控制系统的中心模组，它负责多路温度传感器的信号采集、温度计算和显示，还有一些辅助操作，如温度上下限报警等；PC部分主要实现数据采集、分析、处理、显示等功能，与单片机的交互可通过RS485、USB等接口进行。
2、硬件设计：本系统设计确定采用AT89C52单片机作为系统的处理核心，在系统中应用TLC1543数据采集芯片，采用ADC转换器将多个温度传感器的数据采集，使系统实现多路温度检测同时显示.另外，为了实现数据采集记录，系统可以选用32K字节外部存储封装。
二、系统总控程序设计系统总计程序采用C语言进行编写，根据实际情况，主要分为以下几个主要的模块：（1）初始化模块：初始化包括外设初始化、中断处理程序初始化、定时器初始化、变量初始化等功能。
（2）温度采集模块：主要对多路温度传感器的采集、计算并存储等操作，还可以实现温度的报警功能。
（3）录波模块：提供数据的实时采集、数据的存取、数据的滤波处理等功能。
（4）通信模块：主要是用于实现数据透传，采用RS485接口与PC端的上位机联网，可实现远程调试、远程控制等功能。
（5）用户界面模块：实现数据显示功能，可以根据用户的要求显示多路温度传感器检测到的数据。
三、实验检验（1）检查系统硬件的安装是否良好；（2）采用实测温度值与系统运行的实测温度值进行比对；（3）做出多路温度信号的对比，以确定系统读取的数据是否准确；（4）检查温度报警功能是否可以正常使用，也可以调整报警范围，试验报警功能是否可靠；（5）进行通信数据采集的联网检测，确保上位机和系统可以进行实时、准确的通信。
基于STM32的温度采集系统设计
基于 STM32的温度采集系统设计摘要：本文利用STM32的一种微型处理器来当主控的CPU，通过使用一个独立的数据采集模块采集数据，在这个基础上实现了智能化的温度数据采取、然后还有传输、处理和显示等功能。
并商讨了该怎么提高系统的速度、性能和拓展性。
数据采集是获取信号对象信息的过程。
关键词：嵌入式系统；ARM；DS18B20温度传感器；STM32；温度采集；数据的处理一、引言当今社会，随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，测温仪器在各个领域的广泛应用，智能化服务已成为这个时代温控系统发展的重要趋势。
温度控制在生活中还有在工业领域中涉及的非常多，像室内、供暖机构、天气预告等这些场所的温度控制。
像之前传统的温度控制都是手动的，操作起来很麻烦。
本文系统设计目的，首先它得是实现一种精准度高的系统来采集的温度控制系统，其应用必须得以普及，功能强大。
二、整体系统设计（一）系统方案设计第一个方案：需要使用模拟分立的元件，例如电容、电感、晶体管等非线性元件，观察采集的温度和显示的具体效果，这个方案的设计十分的好理解，特别简单，并且它的操作也不是特别的难，还有个好处，就是它的价格是非常合适的。
缺点就是如果用分立的元件，会造成它的分散性特别的大，对集成数字化是十分不好，而且最后测量之后，会存在很大的误差的，所以这个方案的可行性不太好，尽量不用。
第二个方案：选用PC机作为本次设计的主控机。
利用温度传感器来选用温度的信号，通过信号放大器之后，再送到A/D转换芯片中，然后再一次的经过拥有单片机的检测系统来进行下一步的解析和处理，然后再利用通信线路到PC机的上面，在PC的上面也可以通过对温度信号来进行很多的解析和处理的方式，所以这个方案简单来说还是不错的。
（二）系统工作原理通过了解设计需求方面确定了系统的总体方案，这个整体的系统其实是根据使用单片机、温度的传感器、显示屏的模块、报警器还有按键等五个部分来组成的。
使用者最开始得先将这个温度的报警的值输入到程序里，也就是温度的上下限。
基于DS18B20的Mega16单片机温度采集系统
基于DS18B20的Mega16单片机温度报警系统陆和亮（2010800631）袁彦凯（2011110144）滕木（2011110111）王锐英（2011110132）设计思想：这次设计的是基于DS18B20的数字温度计，它具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。
1.设计中选用Mega16型单片机作为主控制器件。
2.采用DS18B20数字温度传感器作为测温元件，通过4位共阳极LED数码显示管并行传送数据，实现温度显示。
3.ADC0808和一个LF351运放构成电压放大器，实现温度和电压的转换。
工作流程：Mega16通过DS18B20直接读取被测温度值，送入单片机进行数据处理，之后单片机进行判断和比较并且输出6位LED数码管，并且将读取到的温度值进行比例运算输出ADC0808和运算放大器结合输出合适的温度。
最终完成了数字温度计的总体设计。
其系统构成简单，信号采集效果好，数据处理速度快，便于实际检测使用。
设计内容简介：本设计的内容主要对系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；再次对系统软件部分的设计，应用C语言实现温度的采集与显示。
并且附上部分源代码。
设计要求：温度报警器设计，具体要求如下：1.将被测温度（0~100摄氏度）转换为电压值；2.小于10摄氏度或大于30摄氏度，光报警（LED亮）；3.可采用电阻组成测量电桥、具体方案：1、根据设计要求，选用Mega16单片机为核心器件；2、温度检测器件采用DS18B20数字式温度传感器，利用单总线式连接方式与单片机的串行接口PORTD.2引脚相连；3、显示电路采用6个LED数码管显示器接口和PORTD，PORTC口相连并行显示温度值一.单片机外围电路设计Mega16单片机系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。
下图为Mega16单片机的最小系统。
二.温度测量模块温度测量传感器采用DALLAS公司DS18B20的单总线数字化温度传感器，测温范围为-55℃~125℃，可编程为9位~12位A/D转换精度，测温分辨率达到0.0625℃，采用寄生电源工作方式，CPU只需一根口线便能与DS18B20通信，占用CPU口线少，可节省大量引线和逻辑电路三.显示报警模块显示部分选用4位Led数码管。
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在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在Ｆlａsh编程时，P0口接收指令字节,而在程序校验时，输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。
表2 P3口引脚第二功能
RST：复位输入。当振荡器工作时,RＳT引脚出现两个机器周期以上的高电平时间将使单片机复位。ＷDT溢出将使该引脚输出高电平,设置SＦＲAUXR的DISRTＯ位（地址８EH)可打开或关闭该功能。DISRTO位缺省为REＳEＴ输出高电平打开状态。
ALＥ/：当访问外部存储器或数据存储器时，ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部寄存器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。值得注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ＡＬE脉冲。
方案二:进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B2０，此传感器,可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。
从以上两种方案,很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。
三、核心元件的功能
AT８9Ｃ５1芯片的引脚结构如图１所示:
１.１功能特性概括：
AT8９S5１提供以下标准功能：4０个引脚、４K Bｙtｅs Flasｈ片内程序存储器、12８Byｔｅs的随机存取数据存储器(ＲAM)、32个外部双向输入/输出(Ｉ/O）口、5个中断优先级２层中断嵌套中断、2个数据指针、2个１6位可编图１程定时/计数器、2个全双工串行通信口、看门狗（WDＴ)电路、片内振荡器及时钟电路。此外,ＡT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式,空闲模式，CPU暂停工作,而RAM、定时/计数器、串行通信口、外中断系统可继续工作。掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQＦP和ＰLＣＣ等三种封装形式,以适应不同产品的需求
P1口:P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1口的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流)4个TＴL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(I )。
在Ｆｌａｓh编程和程序校验期间,P1接收低8位地址。部分端口还有第二功能,如表1所示:
在访问外部程序存储器或１6位地址的外部数据存储器(例如执行MOＶＸ@DＰTR指令)时,Ｐ2口送出高８位地址数据。在访问8位地址的外部数据寄存器（例如执行ＭＯVX@Rｉ指令)时,P2口线上的内容(也即特殊功能寄存器(ＳＦR)区中P2寄存器的内容),在整个访问期间不改变。
在Flａｓh编程或校验时,P2亦接收高位地址和其它控制信号。
端口引脚
第二功能
P1.5
MOＳＩ(用于ISＰ编程）
P1．６
MＩSO（用于ＩSP编程)
Ｐ１.7
ＳCK(用于ISP编程)
表1 P1口部分引脚第二功能
P2口:P２口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“１”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(I )。
1、ＡT8９C5１
ＡＴ8９S51美国ＡＴMEL公司生产的低功耗，高性能CＭOS8位单片机，片内含４K BｙtesＩSP(Iｎ-system prｏgrammablｅ)的可反复擦写１000次的Flash只读程序存储器，器件采用AＴMＥＬ公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MＣS-５１指令系统及ＡT8９Ｃ51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPＦlash存储单元。单片机AT89S５1强大的功能可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
单片机温度采集显示系统
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ﻩ
考试序列号___＿
单片机课程设计论文
论文题目:温度采集显示系统
课程名称:单片机课程设计
学院物理与光电工程学院
专业班级08电子３班
学号3１08009２23
姓名梁辉浩
联系方式
任课教师
２0年月日
温度采集显示系统
一、功能和要求:
（1）温度测量范围0－９9℃。
（2）温度分辨率±１℃。
（3）选择合适的温度传感器。
（4）使用键盘输入温度的最高点和最低点，温度超出范围时候报警。（报警温度不需要保存)
二、系统方案:
方案一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A／D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上，就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。
P3口还接收一些用于Ｆlａsh闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
端口引脚
第二功能
P3.0
ＲＸD（串行输入口)
P３.1
TXD(串行输出口)
P3.2
(外中断０)
Ｐ3．３
(外中断1)
P３．4
T0 (定时/计数器0)
Ｐ3.5
Ｔ１(定时/计数器１）
P３.6
(外部数据存储器写选通)
P３.7
（外部数据存储器读选通)
P3口：P3口是一个带有内部上拉电阻的双向8位I/O口，P3口的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流)4个TＴL逻辑门电路。对P3口写“1”时，它们被内部的上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入口使用时,被外部信号拉低的P３口将用上拉电阻输出电流(I ）。
P3口除了作为一般的I/Ｏ口线外,更重要的用途是它的第二功能,如表２所示:
对Ｆlａｓｈ存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。