数字温度计的设计.pdf

2012年3月15日
现代电子技术
Mar.2012
第35卷第6期
Modern Electronics Technique
Vol 35 No 6
数字温度计的设计
胡敏,谌海云,候阳,郵志勇
(西南石油大学电子信息工程学院,四川成都610500)
摘要:根据目前温度传感器的数字化和温度表的发展现状,研究和设计了一种基于51系列单片机的数字温度计。数
字温度计控制电路的核心是基于51系列中 ATMEL公司的8位单片机AT89C51。测温传感器采用了新型单线数字温度传
感器DS18B20,不需要专用A/D转換电路来实现温度量由模拟量到数字量的变换,并可与单片机直接连接。同时,系统的显
示部分采用4位LED串行动态显示,用74LS373的输出信号分别作为LED的位驱动信号和段驱动信号。该数字温度表实
现了对温度采集、处理、实时显示,并可实现对测温系统的温度控制。
关键词:温度传感器DS18B20;单片机AT89C51;LED;单线通信
中图分类号:TN919-34;TM932
文就标识码:A
文章编号:1004-373X(2012)06-0168-02
Design of digital thermometer
HU Min, CHEN Haiyun, YANG Fan, HOU Yang
(School of Electronic Information, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China)
Abstract: According to the current situation of the temperature sensor digitalization and the thermometer, a digital ther
mometer based on 51 series MCU is researched and designed this paper. The core of digital thermometer control circuit is the
8d-bit single-chip microcomputer AT89C51 in ATMEL 51 series. The new singleline digital temperature sensor DS18B20 is
adopted in the temperature sensor. It does not require a dedicated A/D conversion circuit to achieve the temperature transform
from analog to digital, and is directly connected with the single-chip microcomputer. There is four-figure LED serial dynamic
display in the display section of the system. The output signal of 74LS373 is taken as figure drive signal and segment drive
signal for LED. The temperature acquisition, processing and real-time display were realized in the digital thermometer. The
temperature control of the temperature detection system was also achieved
Keywords: temperature sensor DS18B20; single-chip AT89C51; LED; one-wire communication
随着生产的发展和技术的进步,精度、灵敏度、稳定周边环境进行温度测量及运算处理,并将处理的数据通
度等各个参数的要求越来越高,数字式开始问世,数字过接口电路传送给单片机,单片机根据用户要求即设计
式温度传感器輸出的是数字信号,可直接与单片机连人员设计开发的软件程序对数据进行运算,储存等,最
接,具有克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调后通过显示电路进行显示。整体设计框图如图1所示。
理电路和A/D转换器的弊端等优点1。该设计所介绍
的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测
单片机复位
LED显示
温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用
键盘设置温度上下限一
于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用
温度传感器
由文献[2-3]可知,测量温度的方式有很多,常用的
时钟振荡
温度计多为管式温度计,不仅读数很不方便,还容易损
图1数字温度计的总体设计图
坏。为此在DS18B20数字温度传感器技术的基础上制
作了数字温度计,数码管直接显示温度,读数方便快易,
该系统的核心是集成温度传感器DS18B20,其核
而且电略简单、安全可靠。
心技术就是可以直接输出数字信号?。由于温度传感
器DS18B20是单线通信,所以软件设计部分必须考虑
1系统方案设计
它的时序问题,以便更好地读数据和写数据。
1.1温度测量系统的总体设计
在DS18B20间的任何通信都需要以初始化序列开
该温度测量系统主要通过传感器数字采集电路对始,如图2所示。一个复位脉冲跟着一个存在脉冲表明
DS18B20已经准备好发送和接收数据。当DS18B20处
收稿日期:2011-09-07
于写存储器操作和温度A/D转换操作时,总线上必须
万方数据