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单片机课程设计说明书
1引言
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它
所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人
们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设
施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
2总体设计方案
2.1方案论证
根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片
机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选
用数字温度传感器DS18B20，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及
进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降
低了系统的硬件成本。
该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到
AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统
显示器用4位共阳LED数码管以动态扫描法实现。检测范围-55摄氏度到125
摄氏度。
按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路
和显示电路。
数字温度计总体电路结构框图如图1所示。
AT89C51
显示电路
主
温度传感器
控
DS18B20
制
器扫描驱动
图1数字温度计总体电路结构框图
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2.2系统硬件电路的设计
温度计电路设计原理图如图2所示，控制器使用单片机AT89C51，温度传
感器使用DS18B20，用4位共阳LED数码管实现温度显示。
图2数字温度计设计电路原理图
2.2.1主控制器
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能
CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，
与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪
烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多
嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2.2.2显示电路
显示电路采用4位共阳LED数码管，从P0口输出段码，列扫描用P3.0~P3.3
口来实现，列驱动用8550三极管。
2.2.3温度传感器工作原理
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智
能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并
且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。
DS18B20的性能特点如下：
●独特的单线接口方式仅需要一个端口引脚进行通信；
●多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能；
●无需外部器件；
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●可通过数据线供电，电压范围：3.0～5.5V；
●测温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃
●零待机功耗
●温度以9或12位数字量读出；
●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
●负电压特性，电源极性接反时，温度计
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