基于单片机的DS18B20设计实验报告共14页Word下载.docx
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）信号；
2.3所测得温度采用数字显示，计算后在液晶显示器上显示相应得温度值；
第3章方案设计及论证（lù
nzhè
ng）
3.1温度检测模块（mó
kuà
i）的设计及论证
由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应（xià
oyì
ng），在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度（wēndù
）显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。
而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。
进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。
3.2显示模块的设计及论证
LED是发光二极管Light
Emitting
Diode
的英文缩写。
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
它采用低电压扫描驱动，具有如下优点：
1、耗电省、2、使用寿命长、3、成本低、4、亮度
高、5、视角大、6、可视距离远、7、规格品种多。
3.3控制器模块的设计及论证
单片机是指一个集成在一块电路芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：
中央处理单元（）CPU、存储器）/RAMROM和各种/IO接口，目前大部分还会具有外部存储扩展。
采用STC89C52单片机。
它是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8的微处理器。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器技术制造，与工业标准51MCS-指令集和输出管脚相兼容。
属于51单片机系列，是C51单片机向下完全兼容51全部系列产品。
该款单片机片内含8k
Bytes
ISP（I-system
programmable）可反复擦写1000次的Flash只读存储器，可以通过串口进行程序的烧写，内带2k
EEPROM存储空间，4个8位的可编程并行I/O口（P0口，P1口，P2口，P3口），一个全双工串口，5个中断源，2级中断优先权，3个16位的定时器/计数器），具有四种工作方式以及特殊功能寄存器（SFR）等。
3.4数字（shù
zì
）温度计总体设计
第4章硬件（yì
nɡjià
n）设计
4.1主控制器模块（mó
i）电路
4.1.1
STC89C52主要（zhǔyà
o）功能及引脚介绍
单片机STC89C52具有（jù
yǒu）低电压供电高性能COMS8位单片机，片内含有8K
bytes
的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes
的随机存取数据存储器，在单芯片上，拥有灵巧的8
位CPU
和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
STC89C52具有以下标准功能：
8k字节Flash，256字节RAM，
32位I/O
口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位
定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU
停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
8位微控制器8K字节在系统可编程
Flash。
图4-1为STC89C52的引脚图：
其各引脚介绍（jiè
shà
o）如下：
P0
口：
P0口是一个（yīɡè
）8位漏极开路（kāilù
）的双向I/O口。
作为（zuò
wé
i）输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下，
P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；
在程序校验时，输出指令字节。
程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1
口是一个具有内部上拉电阻的8
位双向I/O
口，p1
输出缓冲器能驱动4
个
TTL
逻辑电平。
对P1
端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口
使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2
的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。
在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
引脚号第二功能：
P1.0
T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出
P1.1
T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）
P1.5
MOSI（在线系统编程用）
P1.6
MISO（在线系统编程用）
P1.7
SCK（在线（zà
ixià
n）系统编程用）
P2
口是一个具有（jù
yǒu）内部上拉电阻的8
口，P2
输出（shūchū）缓冲器能驱动4
TTL逻辑（luó
jí
）电平。
对P2
端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX
@DPTR）
时，P2
口送出高八位地址。
在这种应用中，P2
口使用很强的内部上拉发送1。
在使用
8位地址（如MOVX
@RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3
口，p2
对P3
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的
原因，将输出电流（IIL）。
P3口亦作为STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。
在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
端口引脚第二功能：
P3.0
RXD（串行输入口）
P3.1
TXD（串行输出口）
P3.2
INTO（外中断0）
P3.3
INT1（外中断1）
P3.4
TO（定时/计数器0）
P3.5
T1（定时/计数器1）
P3.6
WR（外部数据存储器写选通）
P3.7
RD（外部数据存储器读选通）
RST——复位输入。
当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平，则单片机复位。
4.1.2STC89C52
最小系统的基本电路
最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。
STC89C52最小应用系统它包含五个电路部分：
电源电路、时钟电路、复位电路、片内外程序存储器选择电路、输入输出接口电路。
其中电源电路、时钟电路、复位电路是保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可。
（1）电源（dià
nyuá
n）电路
芯片（xīnpià
n）引脚VCC一般（yībān）接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源电压（dià
nyā）范围在4—5.5之间，可保证单片机系统能正常工作。
为提高电路的抗干扰性能，通常在引脚VCC和GND直接接上一个10μF的电解电容和一个0.1μF陶片电容，这样可以抑制杂波串扰，从而有效确保电路稳定性。
（2）时钟电路
STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。
时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。
在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。
定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。
晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。
在本设计中时钟采用内部方式产生，晶振振荡频率使用12MHZ。
4.1.3
STC89C52
与各部分功能块电路的连接
其中（qí
zhōng）P0.0-P0.7,P2.0-P2.7,P3.0-P3.7接串口输入输出端，PI.0接DS18B20的DQ端，XTAL2,XYAL1接晶振，P0口还接上拉电阻（dià
nzǔ）：
EA*接电源.
4.2显示（xiǎnshì
）电路模块
MT05011AR的引脚图
4.3DS18B20温度（wēndù
）显示模块
4.3.1DS18B20的功能和引脚介绍
DS18B20的性能特点如下:
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
●无须外部器件；
●可通过数据线供电，电压范围为3.0-5.5Ｖ；
●温度以9或12位数字读数；
●零待机功耗；
●用户可定义报警设置；
●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；
●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；
DS18B20详细引脚功能描述如下表所示
4.3.2DS18B20的测温原理（yuá
nlǐ）
DS18B20的测温原理（yuá
nlǐ）是这这样的,器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生（chǎnshēng）固定频率的脉冲信号送给减法计数器1；
高温度系数晶振随温度变化其振荡频率（pí
nlǜ）明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。
器件中还有一个计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。
计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将－55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中，计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。
减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到0时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。
其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值。
4.3.1DS18B20温度传感器与单片机的接口电路
DS18B20可以采用两
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