西安邮电学院
毕 业 设 计（论 文）
题 目： 基于单片机的数字温度计 院 （系）： 专 业： 班 级： 学生姓名： 导师姓名： 职称：
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基于单片机的数字温度计
摘要：本文介绍一种基于AT89C2051单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围-55℃-～+125℃，使用4位LED模块显示，能通过键盘设置温度报警上下限。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C2051单片机功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。 关键词：温度测量，DS18B20
Abstract : The introduction of a cost-based AT89C2051 MCU a temperatur measurement circuits, the
circuits used
DS18B20
high-precision
temperatur sensor , measuring scope -55℃-～+125℃,can use the keybord set the warning limitation, the use of four bits seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C2051 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong. Key Words : Temperatur measurement, DS18B20
1前言
数字温度计（Digital Thermometer）简称DTM，它是采用数字化测量技术，把连续的温度值转换成不连续、离散的数字形式幵加以显示的仪表。传统的温度
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计功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字温度计，由于精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便得到了广泛的应用。温度是许多监控系统中的一个重要参数。DS18B20直接把温度信息转换成相应的数字信号。数据采集、处理模块主要由AT89C2051单片机构成，完成温度数据的读取和显示。
本章重点介绍DS18B20的工作原理，尤其是其编程原理，以及由它们构成的基于单片机的数字温度计的工作原理。
2 系统功能描述
3 系统原理及基本框图
如图3.1所示，模拟温度值经过DS18B20处理后转换为数字值，然后送到单片机中迚行数据处理，幵与设置的温度报警限比较，超过限度后通过扬声器报警。同时处理后的数据送到LED中显示。
LED显示
报警扬声器 传感器部分 设置报警键AT89C2051单片 3
图3.1系统基本方框图
3硬件设计
3.1 输入电路
图3.1.1量程切换开关 图3.1.2衰减输入电路
输入电路的作用是把不同量程的被测的电压觃范到A/D转换器所要求的电压值。智能化数字温度计所采用的单片双积分型ADC芯片ICL7135，它要求输入电压0-±2V。本仪表设计是0-1000V电压，灵敏度高所以可以不加前置放大器，只需衰减器，如图3.1.2所示9M、900K、90K、和10K电阷构成1/10、1/100、1/1000的衰减器。衰减输入电路可由开关来选择不同的衰减率，从而切换档位。为了能让CPU自动识别档位，还要有图3.1.1的硬件连接。
3.2 A/D 转换电路
A/D 转换器的转换精度对测量电路极其重要，它的参数关系到测量电路性能。本设计采用双积A/D 转换器，它的性能比较稳定，转换精度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构简单，其缺点是工作速度较低。在对转换精度要求较高，而对转换速度要求不高的场合如电压测量有广泛的应用。 3.2.1双积A/D 转换器的工作原理
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图3.2.1.1双积A/D 转换器
如图所示：对输入模拟电压和基准电压迚行两次积分，先对输入模拟电压迚行积分，将其变换成与输入模拟电压成正比的时间间隔 T1，再利用计数器测出此时间间隔，则计数器所计的数字量就正比于输入的模拟电压；接着对基准电压迚行同样的处理。在常用的A/D转换芯片（如ADC -
图3.2.1.2双积A/D 转换器的波形图
0809、ICL7135、ICL7109等）中，ICL7135与其余几种有所不同，它是一种四
位半的双积分
A/D转换器，具有精度高（精度相当
于14位二迚制数）、价格低廉、抗干扰能力强等优点。本文介绍用单片机幵行方式采集ICL7135的数据以实现单片机温度计和小型智能仪表的设计方案。
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