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 ..................................................... 4 3.硬件设计方案 ................................................. 4

3.1最小系统的设计 ........................................................ 4 3.2 LED发光报警电路 ...................................................... 6 3.3 DS18B20的简介及在本次设计中的应用 .................................... 6 3.3.1 DS18B20的外部结构及管脚排列 ....................................... 6 3.3.2 DS18B20的工作原理 ................................................. 7 3.3.3 DS18B20的主要特性 ................................................. 8 3.3.4 DS18B20的测温流程 ................................................. 9 3.3.5 DS18B20与单片机的连接 ............................................. 9 3.4 报警温度的设置 ........................................................ 9 3.5 数码管显示 ........................................................... 10 3.5.1数码管工作原理 .................................................... 10 3.5.2数码管显示电路 .................................................... 12 3.6 硬件电路总体设计 ..................................................... 12

4.软件设计方案 ................................................ 13

4.1主程序介绍 ........................................................... 13 4.1.1主程序流程图 ...................................................... 13 4.1.2主流程的C语言程序 ................................................ 14 4.2部分子程序 ........................................................... 18 4.2.1 DS18B20复位子程序 ................................................ 18 4.2.2 写DS18B20命令子程序 ............................................. 19

4.2.3读温度子程序 ...................................................... 21 4.2.4计算温度子程序 .................................................... 23 4.2.5显示扫描过程子程序 ................................................ 24

5.基于DS18B20的温度采集显示系统的调试......................... 26 6.收获和体会 .................................................. 28 7.参考文献 .................................................... 29

课程设计用纸

1.引言

1.1绪论

随着科学技术的发展，温度的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的显示，热水器温度的显示等等，同时温度的控制在各个领域也都有积极的意义。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的技术指标。

本文介绍了基于DS18B20的温度实时采集与显示系统的设计与实现。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，实现温度的实时采集。并且用精度较好的数码管作为温度的实时显示模块。利用单片机程序来完成对DS18B20与AT89C51的控制，最终实现温度的实时采集与显示。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的技术指标。

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的温度采集显示系统的设计

一、课程设计任务

传统的温度传感器，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。但由于其输出的是模拟量，而现在的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。新兴的IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后的数字量，可以在保证测量精度的情况下，大大简化系统软硬件设计。这种传感器的测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度的测量。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的温度采集显示系统，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。所设计的系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集的温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值。

二、课程设计目的

通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机的接口及DS18B20的

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课程设计用纸

编程；2）矩阵式键盘的设计与编程；3）经单片机为核心的系统的实际调试技巧。从而提高学生对微机实时控制系统的设计和调试能力。

三、课程设计要求

1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集的温度高于设定值时，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、单片机端口及外设的设计； 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的名称及其功能）； （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

周次 工作日 1 第 一 周 2 3 4 5 第 二 1 2 工作内容 布置课程设计任务，查找相关资料 熟悉相关芯片及使用方法 完成总体设计方案 画出硬件原理图及程序流程图 完成硬件接线，编写程序并调试 编写程序并调试 编写程序并调试 第 2 页