DS18B20数字温度计设计实验报告

单片机原理及应用

课程设计报告书

题目：DS18B20数字温度计

姓名学号：*********** 赵晓磊

20130123096 段石磊

20133522028 付成

指导老师：**

设计时间： 2015年12月

电子与信息工程学院

目录

1.引言 (3)

1.1.设计意义 (3)

1.2.系统功能要求 (3)

2.方案设计 (4)

3.硬件设计 (2)

4.软件设计 (5)

5.系统调试 (7)

6.设计总结 (8)

7.附录 (9)

8.作品展示 (15)

9.参考文献 (17)

DS18B20数字温度计设计

1.引言

1.1. 设计意义

在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下：

●硬件电路复杂；

●软件调试复杂；

●制作成本高。

本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55～125℃，最高分辨率可达0.0625℃。

DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的热点。

1.2. 系统功能要求

设计出的DS18B20数字温度计测温范围在-55～125℃，误差在±0.5℃以内，采用LED数码管直接读显示。

2. 方案设计

按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。

数字温度计总体电路结构框图如4.1图所示：

图4.1

3. 硬件设计

温度计电路设计原理图如下图所示，控制器使用单片机AT89C2051，温度传感器使用DS18B20，使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。

主控制器 单片机AT89C2051

具有低电压供电和小体积等特点，

两个端口刚好满足电路系统的设计需AT89C2051 主 控

制

器 DS18B20 显示电路 扫描驱动

要，很适合便携手持式产品的设计使用。系统可用两节电池供电。AT89C2051的引脚图如右图所示：

1、VCC：电源电压。

2、GND：地。

3、P1口：P1口是一个8位双向I/O口。口引脚P1.2~P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收

20mA电流并能直接驱动LED显示。当P1口引脚写入“1”时，其可用作输入端，当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1”时，其可用作输入端。当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流。

4、P3口：P3口的P3.0~P3.

5、P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/O 口引脚。P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。P3口缓冲器可吸收20mA电流。当P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时，被外部拉低的P3口脚将用上拉电阻而流出电流。

5、RST：复位输入。RST一旦变成高电

平所有的I/O引脚就复位到“1”。当振荡器

正在运行时，持续给出RST引脚两个机器周

期的高电平便可完成复位。每一个机器周期

需12个振荡器或时钟周期。

6、XTAL1：作为振荡器反相器的输入和

内部时钟发生器的输入。

7、XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。

总线驱动器 74LS244

74LS244为3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器。引脚图见上图。

显示电路

显示电路采用4位共阳极LED数码管，从P1口输出段码，列扫描用P3.0～