基于DS18B20的多路温度检测系统设计

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.

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Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 数字技术与应用

·学术论坛·

1、引言

温度是日常生活和工农业生产中经常需要测试的重要参数。传统的方式一般采用热电偶或热电阻,其输出的模拟信号,需经A/D 转换后才能送入单片机等微处理器,这样的硬件电路结构复杂,制作成本较高。近年来,各种新型温度传感器和测量方法大量出现并成功应用。单总线数字式智能型传感器技术彻底改变了传统的温度测量方法,直接将温度物理量转化为数字信号并以总线方法传送到微处理器进行数据处理。其中以美国DALLAS 公司生产的DS18B20为代表的数字式智能温度传感器凭借其突出优点广泛使用于各种环境的自动化测量及控制系统中。

本文根据某温控设备的控制要求设计了以DS18B20作为温度采集器的温度测量电路,可实现温度的实时显示、超限报警等功能,并借助PROTUES 电路分析与实物仿真软件展示电路功能效果。

2、电路结构及工作原理

基于DS18B20的温度测量电路主要由四部分组成:AT89C51单片机、DS18B20温度传感器、四位一体的共阴数码管、发光二极管构成的报警指示模块。其结构框图如图1所示。

DS18B20工作电压为3～5V,测量温度范围为一55～+ 125℃,用户设置的报警温度存储在芯片内部EEPROM 中,可掉电保

持。它具有3引脚,当采用外部电源供电时,GND 脚接地,VCC 脚接电源,DQ 脚作为信号端接单片机I/O 口,电源脚和DQ 脚间还需要外接一个约4.7k 的上拉电阻,保证总线闲置时其状态为高电平。DS18B20可以将所采集到的温度转换为数字信号,然后通过D Q 传送至单片机,单片机从而启动程序存储器中的控制程序,驱动数码管显示温度值,并控制高、低温报警指示二极管的亮灭。

摘要

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与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，需要外加信号处理电路，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。与传统的温度计相比，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。

在本设计中选用STC89C52型单片机作为主控制器件，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。通过按键设置温度上下限报警值，然后用不同颜色的LED灯报警。本设计的内容主要分为两部分，一是对系统硬件部分的设计，包括串口下载电路、按键输入电路、温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计，应用C语言实现温度上下限报警值的设定、温度的采集与显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，送入单片机进行数据处理，之后进行输出显示，最终完成该系统的总体设计。其系统构成简单，信号采集效果好，数据处理速度快，便于实际监测使用。

关键词：单片机STC89C52；温度传感器DS18B20；LED数码管；数字温度计

Abstract

Along with the present information technology's swift development and traditional industry transformation's gradual realization, able to work independently of the temperature detection and display system used in many other fields. Traditional temperature examination takes thermistor as temperature sensitive unit. Thermistor's cost is low, needs the signal processing electric circuit, moreover the reliability is relatively bad, the temperature measurement accuracy is low, the examination system also has certain error. Compares with the traditional thermometer, what this design is based on the DS18B20 digital thermometer, it has the reading to be convenient, the temperature measurement scope is broad, the temperature measurement is precise, the digit demonstrated that applicable scope wide and so on characteristics.

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。

DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图

时间：2012-02-16 14:16:04 来源：赛微电子网作者：

前言

温度与工农业生产密切相关，对温度的测量和控制是提高生产效率、保证产品质量以及保障生产安全和节约能源的保障。随着工业的不断发展，由于温度测量的普遍性，温度传感器的市场份额大大增加，居传感器首位。数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现在，新一代的DS18B20温度传感器体积更小、更经济、更灵活。DS18B20温度传感器测量温度范围为-55℃～+125℃。在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。基于DS18B20温度传感器的重要性，小编整理出DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图供大家参考。

一、DS18B20温度传感器工作原理（热电阻工作原理）

DS18B20温度传感器工作原理框图如图所示：

DS18B20温度传感器工作原理框图

图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的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频率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。

单片机课程设计

设计题目： DS18B20温度计设计

学院名称：信息科学与工程

专业班级：

学号：

学生姓名：

2013年11月21日

目录

1 前言 (1)

2 设计任务及要求 (1)

2.1 设计任务 (1)

2.2 设计要求 (2)

3 课程设计方案及器材选用分析 (2)

3.1 设计总体方案及设计图 (3)

3.2 器材选用分析 (4)

3.2.1 DS18B20温度传感器 (4)

3.2.2 AT89C52单片机介绍 (11)

3.3 软件流程图 (15)

3.3.1 主程序 (15)

3.3.2 读温度子程序 (16)

3.3.3 温度转换命令子程序 (17)

3.3.4 计算温度子程序 (17)

4 Proteus仿真 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

5 课程设计心得 (17)

参考文献 (18)

附录：DS18B20显示程序 (18)

1、前言

目前，单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。

单片机是一种特殊的计算机,它是在一块半导体的芯片上集成了CPU,存储器，RAM，ROM，及输入与输出接口电路，这种芯片称为:单片机。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便的优点，使它迅速的得到了推广应用，目前已成为测量控制系统中的优选机种和新电子产品中的关键部件。单片机已不仅仅局限于小系统的概念，现已广泛应用于家用电器，机电产品，办公自动化用品，机器人，儿童玩具，航天器等领域。

东北林业大学

综合电子课程设计

总结报告

设计项目：基于DS18B20的分布式温度采集系统的设计项目完成人：杨林凤、闫晗、王洋

指导教师：赵伟教授刘嘉新副教授李明讲师

学院：信息与计算机工程学院

专业：电子信息工程2007级1班

2010年7月11日

综合电子课程设计任务书

学生姓名杨林凤学号20070503 专业（班级）电信07-1班同组成员王洋、闫晗

设计项目基于DS18B20的分布式温度采集系统的设计

设计内容

本设计利用DS18B20智能温度传感器和单片小系统组成，设计一个分布式温度温度采集系统。因为每一个DS18B20都有唯一的系列号，因此多个DS18B20可以存在于同一条总线上，这就可以实现分布式温度采集。

主要技术指标和要求1.测量温度范围：-50℃～150℃；

2.精度：±0.5℃；

3.线性度：±0.3℃；

4.超限报警功能；

5.工作电压：总线供电。

设计所用仪器设备1．单片机小系统；2．单片机仿真器；3．高精度温度计；4．数字万用表；5．示波器。

工作计划1．2010年6月28日：下达课程设计任务书；

2．2010年6月29日：撰写开题报告；

3．2010年6月30日：开题答辩PPT；

4．2010年7月1日～7月2日：硬件分析与设计、软件结构化设计；

5．2010年7月5日～7月11日：电路焊接与组装、软件结构化编程、单元调试、系统联调、撰写课程设计总结报告；

6．2010年7月12日：课程设计结题答辩PPT。

参考资料【1】王福瑞. 单片机测控系统设计大全. 北京:北京航空航天大学出版社,1998. 4 【2】何立民. 单片机应用技术选编. 北京:北京航空航天大学出版社,1997

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。

目录

1综述 (1)

2数字式多路温度采集系统硬件电路设计 (2)

2.1温度采集电路设计 (2)

2.1.1 DS18B20简介 (2)

2.1.2温度采集电路结构 (5)

2.2单片机控制电路设计 (6)

2.2.1单片机芯片选择 (6)

2.2.2 AT89C51单片机工作基本电路设计 (6)

2.3输入控制电路设计 (7)

2.4显示电路设计 (8)

2.4.1 LED数码显示管静态显示工作原理 (8)

2.4.2显示电路结构 (9)

2.4.3显示电路工作过程 (9)

2.5报警控制电路设计 (9)

2.5.1报警控制电路结构 (10)

2.5.2报警控制电路工作过程 (10)

2.6电源电路设计 (10)

2.7数字式多路温度采集系统元件清单 (11)

2.8数字式多路温度采集系统电路图 (11)

3数字式多路温度采集系统程序设计 (12)

3.1主程序设计 (12)

3.2子程序设计 (12)

3.2.1 DS18B20的通信协议 (12)

3.2.2子程序 (13)

3.3数字式多路温度采集系统控制源程序 (16)

4系统调试及性能分析 (17)

4.1系统调试 (17)

4.2系统性能分析 (17)

5结束语 (18)

参考文献 (19)

致谢 (20)

附录 (21)

附录（1）数字式多路温度采集系统元件清单 (21)

附录（2）数字式多路温度采集系统原理图 (22)

附录（3）数字式多路温度采集系统印刷电路板图 (23)

附录（4）数字式多路温度采集系统控制源程序 (24)

摘要

数字式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。硬件电路比较简单，成本较低，测温范围大，测量精度高，读数显示直观，使用方便。

课程名称：微机原理课程设计题目：温度检测课程设计

随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的温度检测仪。本设计使用简便，功能丰富。可以实现温度采集，温度报警，重设上下限温度值等功能。

在现代化的工业生产中，需要对周围环境的温度进行检测和控制。本设计对温控报警问题展开思考，设计一个能根据需求设置低温到高温进行报警并通过数码管显示的系统。该系统使用STC89C51单片机，同时运用单线数字温度传感器DS18B20，四位共阴数码管显示，按键控制等模块可实现温度的检测与设置。课题经过实验验证达到设计要求，具有一定的使用价值和推广价值。本作品使用四位共阴数码管显示，可以清晰地显示当前的报警温度，一定程度避免使用者使用时出错，安全可靠，可使用于各种食品储存室，植物养殖所等地方，实用性很高。

关键字：温度报警器 STC89C51单片机数码管 DS18B20

一、课程设计目的和要求 (1)

1.1 设计目的 (1)

1.2 设计要求 (1)

二、总体设计方案 (1)

三、硬件设计 (2)

3.1 DS18B20传感器 (2)

3.2 STC89C51功能介绍 (6)

3.3 时钟电路 (8)

3.4 复位电路 (8)

3.5 LED显示系统电路 (9)

3.6 按键控制电路 (11)

3.7 蜂鸣器电路 (11)

3.8 总体电路设计 (12)

四、软件设计 (14)

4.1 keil软件 (14)

4.2 系统主程序设计 (14)

4.3 系统子程序设计 (15)

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: ");

基于C51DS18B20温度计的毕业设计论文改

摘要：

本文基于C51DS18B20温度计实现了一个温度监测系统。通过C51单片机控制DS18B20温度传感器，采集环境温度数据，并通过LCD显示屏进行实时显示。本系统能够实现高精度的温度监测，并具有较好的稳定性和可靠性。实验结果表明，本设计方案能够满足实际应用的要求。

关键词：C51单片机、DS18B20温度传感器、温度监测、LCD显示屏第1章引言

1.1研究背景

随着物联网和智能家居的快速发展，温度监测技术在各个领域得到了广泛应用。温度监测系统能够有效地实时监测环境的温度，为人们提供一个安全舒适的生活和工作环境。因此，设计一个具有高精度和可靠性的温度监测系统，对于提高生活质量和工作效率具有重要意义。

1.2论文目的和意义

本文旨在基于C51DS18B20温度计实现一个高精度的温度监测系统，并通过LCD显示屏进行实时显示。通过分析DS18B20温度传感器的工作原理和C51单片机的控制方式，设计出一个稳定可靠的温度监测系统。该系统能够准确地测量环境的温度并进行实时显示，可以广泛应用于家庭、工厂、办公室等各个领域，提高工作和生活的效率。

第2章相关技术

2.1DS18B20温度传感器

DS18B20温度传感器是一种数字温度传感器，具有精度高、体积小、

成本低等特点。其工作原理是利用温度变化引起的电压变化来进行温度测量。传感器输出的是一个12位的二进制补码，可以通过C51单片机进行

转换和处理。

2.2C51单片机

C51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微处理器。它具有性能

stm32基于ds18b20的温度测量实例实验原理

DS18B20是一款数字温度传感器，其测温范围为-55℃到+125℃，在-10℃到+85℃范围内误差为±°。主机和从机通信使用单总线，即使用单线进行数据的发送和接收，在使用中不需要任何外围元件，独立芯片即可完成工作。每个DS18B20都有独立唯一的64位-ID，此特性决定了它可以将任意多的DS18b20挂载到一根总线上，通过ROM搜索读取相应DS18B20的温度值。

单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换，控制都由这根线完成。

One-Wire总线利用一根线实现双向通信，其协议对时序的要求较严格，如应答等时序都有明确的时间要求。基本的时序包括复位及应答时序，写一位时序，读一位时序。在复位及应答时序中，主器件发出复位信号后，要求从器件在规定的时间内送回应答信号；在位读和位写时序中，主器件要在规定的时间内读回或写出数据。

DS18B20的原理是基于以上这些特性的。如果需要更详细的实验原理，可

以查阅相关资料或咨询专业人士获取帮助。