上海羊羽卓进出口贸易有限公司基于单片机的18B20的温度检测系统设计方案
设计要求：
(1)温度低于或超出设定温度范围时发出报警。
(2)温度值可在数码管上实时数字显示。
(3)报警温度可以由人工自由设定。
在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一直温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。
设计框图
根据资料设计出如图方案框图
工作原理
(1) DS18B20温度传感器的简介：
DS18B20的测温原理中，低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器，高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器的脉冲输入。
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度所对应的基数分别置入减法计数器和温度寄存器中，减法计数器对低温系数晶振产生的脉冲信号进行减法基数，当减法计数器的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器的预制将重新被装入，减法计数器重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行基数。
当斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值，这就是DS18B20的测温原理。
(2) 主要设计过程如下：
我们设计的温度系统是由中央控制器、温度检测器及显示器组成。控制器采用单片机C51系列，温度检测部分采用DS18B20温度传感器，用LCD做显示器。温度传感器DS18B20采集温度信号送给该单片机处理，存储器通过单片机对某些时间点的数据进行存储，单片机再温度数据送LCD显示，已达到显示当前温度的目的。
温度采集模块：
单片机控制及AD转换模块
显示模块
报警模块：
电源模块
51单片机温度测量系统Proteus仿真
串行扩展应用：
利用 DS18B20 和 LED 数码管实现单总线温度测量系统。DS18B20的测量范围是-5℃～128℃。由于只接有两个 LED数码管，所以显示的数值只能在 00～~99 之间。
硬件图
Proteus仿真图：
（2）软件设计
#include<reg51.h>#include"intrins.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define out P0sbit smg1=out^4;sbit smg2=out^5;sbit DQ=P3^7;void delay5(uchar);void init_ds18b20(void);uchar readbyte(void);void writebyte(uchar);uchar retemp(void);
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void main(){uchar i,temp;delay5(1000);while(1){temp=retemp();for(i=0;i<10;i++){out=(temp/10)&0x0f;smg1=0;smg2=1;delay5(1000);out=(temp%10)&0x0f;smg1=1;smg2=0;delay5(1000);}}}
void delay5(uchar n){do{nop();nop();nop();n–;}while(n);}
void init_ds18b20(void){uchar x=0;DQ=0;delay5(120);DQ=1;delay5(16);delay5(80);}
uchar readbyte(void){uchar i=0;uchar date=0;for(i=8;i>0;i–){DQ=0;delay5(1);DQ=1;date>>=1;if(DQ)date|=0x80;delay5(11);}return(date);}
void writebyte(uchar dat){uchar i=0;for(i=8;i>0;i–){DQ=0;DQ=dat&0x01;delay5(12);DQ=1;dat>>=1;delay5(5);}}
uchar retemp(void){uchar a,b,tt;uint t;init_ds18b20();writebyte(0xcc);writebyte(0x44);init_ds18b20();writebyte(0xcc);writebyte(0xbe);a=readbyte();b=readbyte();t=b;t<<=8;t=t|a;tt=t*0.0625;return(tt);}
效果图
上图，仿真运行状态①(未操作温度)。
上图，仿真运行状态②(未操作温度)。
上图，仿真运行状态③(ds18b20按钮按下，温度增加)。
上图，仿真运行状态④(ds18b20按钮按下，温度增加)。
实验结论及分析
1.程序的核心思想
①DS18B20与传统的热敏电阻不同,DS18B20 可直接将被测温度转换为串行数字信号,供单片机处理。通过对 DS18B20 编程可以实现 9~12 位的温度读数，并可分别在 93.75ms 和 750ms 内完成 9 位和 12 位的数字量。其测温范围－55℃~+125℃，最大分辨率为 0.0625℃，在一10℃~+85℃范围内其测温准确度为±0.5℃。
②DS18B20也可以看作一个小的单片机系统，它将温度信息采集到自己的内存中，然后通过一定的节拍将温度信息一位一位地传入at89c51单片机中进行二位数码管的显数。
2.实验中遇到的问题
①lcd1602输入信息时要记得初始化，否则不会显数。
②注意DS18B20的温度信息一位一位地传入at89c51单片机中时严格把控节拍，节拍不正确将影响数据传输。
③at89c51单片机的时钟频率要设置成11.0592mhz。
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转载自：STM32嵌入式开发
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