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第1页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸摘要随着电子技术的快速发展，电子产品在人们的生活中得到了广泛的应用。目前，温度计的发展也很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计等等。其中，数值温度有读取方便，控制灵活等特点而被广泛的应用。计本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计的温度采集使用DS18B20温度传感器，温度显示采用LCD1602显示，具有两路温度数据采集功能，能切换测量两路温度并显示路号、温度，可分别设定温度上下限温度值，有过限报警功能。关键词：数字温度计；DS18B20；两路；过限报警AbstractWiththerapiddevelopmentofelectronictechnology,electronicproductshadwidelyusedinourlives.Currently,thethermometerdevelopedveryrapidlyfromtheoriginalglassthermometerintothecurrentoftheresistancethermometer,thermocouplethermometer,digi-talthermometer,andsoon.Amongthem,thevalueoftemperaturereadingeasyandflexiblecontrolfeatureshavebeenwidelyused.ThisarticleintroducesadesignbasedonSTC89C52RCdigitalthermometer,thetemperatureofthethermometercollectionusingDS18B20temperaturesensor,temperaturedisplaywithLCD1602display,withatwo-channeltemperaturedataacquisition,canswitchtwotemperaturemeasurementanddisplaytheroadnumber,temperature,Temperaturecanbesetonthelowertemperature,therewasalarmfunc-tion.Keywords：Digitalthermometer;DS18B20;Offalarm第2页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸目录引言……………………………………………………………………31总体设计方案……………………………………………………31.1数字温度计设计方案论证…………………………………………………31.2总体设计框图…………………………………………………………32相关器件介绍……………………………………………………42.1STC89C52RC处理器……………………………………………………42.2DS18B20温度传感器………………………………………………………42.31602液晶……………………………………………………………………73电路原理与功能分析………………………………………………103.1电源输入电路………………………………………………………………103.2单片机最小系统………………………………………………………………113.3液晶接口电路…………………………………………………………………113.4温度传感器接入电路…………………………………………………………123.5报警电路………………………………………………………………………124实物接口描述………………………………………………………125.程序分析…………………………………………………………135.1程序流程图……………………………………………………13总结……………………………………………………………………14致谢…………………………………………………………………15参考文献…………………………………………………………16附录………………………………………………………………17附录A……………………………………………………………17附录B………………………………………………………………18第3页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸引言随着人们生活水平的不断提高，产品的使用简单便捷是人们所最求的，同时，为了适应各种场合，人们对产品的要求也越来越高。这种需求下，许多产品趋向了数字化、智能化控制。本文介绍的是一种数字式温度计，采用单片机STC89C52RC控制，DS18B20采集温度，并用1602液晶显示。传统的温度计相比，它具有读数方便、测温准确等功能；选择的两路温度采集功能，可更加灵活地适应实际应用的需要。1总体设计方案1.1数字温度计设计方案论证1.1.1方案一由于本设计是要测量温度，可以使用热敏电阻之类的器件，利用其感温效应，被测量的温度转换成电压，并通过A\D转换，将测得压值转换为数字信号，再由单片机进行数字信号处理并显示出温度值。这种设计需要A\D转换电路和感温电路，电路设计比较复杂。1.1.2案三使用集成的温度传感器进行测温，直接输出数字信号给单片机，单片机处理数据后显示出温度值，使用数码管显示温度值。但由于该设计所要显示的数据较多，使用LED数码管显示电路会变得复杂，且成本高。1.1.3方案三使用集成的温度传感器进行测温，如常用的DS18B20,直接输出数字信号给单片机，单片机处理数据后显示出温度值，用液晶1602显示温度值。。综合以上三种方案，第三种设计方案成本不高，且电路简单，测量准确。故采用第三种方案。1.2总体设计框图总体设计框图如下所示：主控制器使用单片机STC89C52RC，温度传感器使用DS18B20，蜂鸣器报警。主控制器LCD显示报警按键传感器一传感器二第4页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸2相关器件介绍2.1STC89C52RC处理器系统微处理器采用宏晶科技公司的8位单片机STC89C52RC，该芯片芯片高性能，超低功耗：掉电模式下典型功耗小于0.1uA，空闲模式下典型功耗2mA,正常工作模式下典型功耗4~7mA。具有8KFlash存储器、512KBRAM、2KEEPROM。2.2DS18B20温度传感器2.2.1概述DS1820数字温度计以9位数字量的形式反映器件的温度值。DS1820通过一个单线接口发送或接收信息，因此在中央微处理器和DS1820之间仅需一条连接线（加上地线）。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。因为每个DS1820都有一个独特的片序列号，所以多只DS1820可以同时连在一根单线总线上，这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在HVAC环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。2.2.2特性•独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯•简单的多点分布应用•无需外部器件•可通过数据线供电•零待机功耗•测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增。华氏器件-67~+2570F，以0.90F递增•温度以9位数字量读出•温度数字量转换时间200ms（典型值）•用户可定义的非易失性温度报警设置•报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件•应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统2.2.3引脚介绍1脚GND2脚DQ信号输入输出3脚VCC第5页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸2.2.4DS18B20工作原理本设计使用到的DS18B20的指令:（1）44H-温度转换。启动DS18B20进行温度转换，12位转换时最长为750ms(9位)（2）BEH-读暂存指令。读内存RAM中9字节的温度数据。（3）4EH-写暂存器。发出向内部RAM的第2，3字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。（4）48H-复制暂存器。将RAM中第2、3字节的内容复制到EEPROM中。（5）BBH-重调EEPROM。将EEPROM中得内容恢复到RAM中得3、4字节。（6）B4H-读供电方式。读DS18B20的供电模式。寄生供电时，DS18B20发送0；外接电源供电时，DS18B20发送1；以上指令涉及的存储器为高速暂存器RAM和可擦除E2PROM,见表（1）、表（2）。表（1）高速暂存器RAM寄存器内容字节地址温度值低位（LSB）0温度值低位（MSB）1高温限值（TH）2低温限值（LH）3配置寄存器4保留5保留6保留7CRC校验位8表（2）高速暂存器RAM的第0、第1个字节的温度数据存储格式：位7位6位5位4位3位2位1位0232221202-12-22-32-4位15位14位13位12位11位10位9位8211210292827262524DS18B20在出厂时默认配置为12位，其中高位为符号位，即温度值共11位，单片机在读取数据时，一次读2字节共16位，读完后将低11位的二进制数转化为十进制数后再乘以0.0625便为所测的实际温度值，另外，需要判断温度的正负，前五位数字为符号位，这五位同时变化，所以只需判断第11位就可以了，为“1”时，读取的温度为负值，且测得数值需要取反加1再乘以0.0625才可得到实际温度值，为“0”时，读取的温度为正值，且温度为正值时，只要将测得的数值乘以0.0625即可得到实际温度值。2.2.5工作时序图（1）初始化时序图如图①：第6页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸初始化时序图①①先将数据线置高电平1。②延时。③数据线拉到低电平0。④延时720us（该时间范围可以在480~960us）。⑤数据线拉到高电平1。⑥延时等待。如果初始化成功则在15~60ms内产生一个由DS18B20返回的低电平0。⑦若CPU读到数据线上的低电平0后，还要进行延时，其延时时间从高电平算起，（第五步的时间算起）最少要480us。⑧将数据再次拉到高电平1后结束。（2）DS18B20写数据时序图如图②：写操作时序图②①数据线先置低电平0。②延时确定的时间为15us。③按从低位到高位的顺序发送数据（一次只发送一位）。④延时时间为45us。⑤将数据线拉到高电平1。⑥重复①~⑤步骤，直至发送完整个字节。⑦最后将数据线拉高到1。（3）DS18B20读数据时序图如图③：第7页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸读操作时序图③①将数据线拉高到1。②延时2us。③将数据线拉低到0。④延时6us。⑤将数据线拉到1。⑥延时4us。⑦读数据线的状态得到一个状态位，并进行数据处理。⑧延时30us。⑨重复①~⑦步骤，直到读取玩一个字节。2.31602液晶2.3.1主要技术参数2.3.2接口信号说明第8页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸2.3.3基本操作时序读状态：输入：RS=L,RW=H,E=H输出：D0~D7=状态字写指令：输入：RS=L,RW=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲输出：无读数据：输入：RS=H,RW=H,E=H输出：D0~D7=数据写数据：输入：RS=H,RW=L,D0~D7=数据，E=高脉冲输出：无2.3.4RAM地址映射图控制器内带有80x8位(80字节)的RAM缓冲区，、对应关系如下图所示：2.3.5指令说明（1）显示模式设置（2）显示开/关及光标设置第9页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸（3）数据指针设置（4）其他设置2.3.6初始化过程：（1）延时15ms（2）写指令38H（3）延时5ms（4）写指令38H（5）延时5ms（6）写指令38H:显示模式设置（7）写指令08H：显示关闭（7）写指令01H：显示清屏（8）写指令05H：显示光标移动设置（9）写指令0CH:显示开及光标设置2.3.7读操作时序2.3.8写操作时序第10页/共30页桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸3电路原理与功能分析3.1电源输入电路电源电路使用了两个不同封装的接入端口，方便