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摘 要

随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。本文基于单片机AT89C51，设计数字温度计控制系统，解决了温度读数不易分辨、不准确和测量精度低等问题。首先，结合数字温度计的控制要求，提出了单片机控制系统设计方案。然后，分别经行数字温度计控制系统的硬件设计和软件设计。硬件部分包括单片机最小系统、数码管、温度传感器DS18B20。软件部分，给出程序流程图并利用C语音编程。同时，利用Proteus电路仿真软件，验证了该电路原理的正确性。最后，焊接制作数字温度计的单片机控制系统电路板，并结合编程器调试程序。实验结果表明，该系统具有抗干扰能力强、性能可靠、结构简单等优点。

关键词：数字温度计，89C51，DS18B20，编程

Abstract: Along with the progress and development of The Times, microcontroller technology has spread to our life、work、 scientific research and each area. It has become much more mature technology. This article is based on single chip microcomputer AT89C51, digital thermometer control system, and it has solved the problem that temperature reading is not easy to distinguish, inaccurate and low measurement precision problem. First of all, combined with the control requirements of digital thermometer, single-chip microcomputer control system design scheme is proposed. Then, it is respecting in hardware design and software design of the control system of digital thermometer. The hardware part includes single chip microcomputer minimum system, digital tube, the temperature sensor DS18B20. Software part, program flow chart is given voice and use C programming. At the same time, the use of Proteus simulation software to verify the correctness of the proposed circuit principle. Finally, circuit board welding production digital thermometer single-chip microcomputer control system, and connecting with the programmer to debug program. The experimental results show that the system has strong anti-interference ability, reliable performance, simple structure, etc advantages.

Keywords: Digital thermometer, 89C51, DS18B20, Programming

目 录

1 绪论 4

1.1 选题的背景 4

1.2 单片机的发展和现状 4

1.3 数字温度计简单介绍 5

2 数字温度计的方案设计 5

2.1 设计目的 5

2.2 数字温度计的整体方案 5

3 数字温度计的硬件设计 6

3.1 AT89C51单片机的介绍 6

3.2 数码管显示 7

3.3 DS18B20介绍 8

3.4 数字温度计的工作原理 8

3.5 数字温度计的整体电路 9

4 数字温度计的软件设计 10

4.1 主程序设计 10

4.2 DS18B20初始化 11

4.3 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 12

4.4 数码管显示与单片机对接 14

5 仿真与实验 16

5.1 仿真结果 18

5.2 实验与调试 18

结论 21

参考文献 22

致谢 23

附录 24

绪论

1.1 选题的背景

单片机，更确切的应称作微控制器，是20世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，其特点是功能强大、体积小、可靠性高、价格低廉。它一面世便在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领域得到广泛应用，极大地提高了这些领域的技术水平和自动化程度。因此，单片机的开发、应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 

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，它给人带来的方便也是无可置疑的，其中数字温度计就是一个典型的例子。随着人们对它的要求越来越高，要为现代人工作和生活提供更好、更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化控制、智能化控制方向发展。 

温度测量在医疗与卫生、物理与实验、食品与生产等领域，尤其在热学的实验（如：物体比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学的实验）中，有特别重要意义。目前温度计发展很快，从原始玻璃管温度计的发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。现在所使用温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计，这些温度计刻度间隔通常都很密，不容易分辨，读数困难，而且他们热容量还比较大，达到热平衡所需时间较长，因此非常难读准，并且使用很不方便。本文所介绍的数字温度计与传统温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温准确等优点，其输出温度采用数字显示，主要供测温要求准确的场所和科研实验室使用^[1,2] 。

1.2 单片机的发展和现状

单片机的发展经历如下4个阶段：

第一阶段(1976~1978年)：低性能单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM和ROM等。主要用于工业领域；第二阶段(1978~1982年)：高性能单片机阶段，这一类单片机带有串行I/O口，8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和发展；第三阶段(1982~1990年)：16位单片机阶段。16位单片机除CPU为16位外，片内RAM和ROM容量进一步增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。例如Intel公司的MCS-96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8级，片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等；第四阶段(1990年~)：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。

现在可以了解到单片机是百花齐放，百家争鸣时期，世界上各大芯片的制造公司都推出了自主开发的单片机，从8位、16位到32位，有与主流的C51系列兼容的，也有不兼容，但它们各自拥有的特色，互成互补，为单片机应用提供广阔天地。

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