毕业设计（论文）测控智能仪器设计

基于DS18B20的振动箱体数字温度计设计1引言单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信号外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用于很多领域。与传统的温度计相比，这次设计的是基于DS18B20的数字温度计，它具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。在本设计中选用AT89C51型单片机作为主控制器件，采用DS18B20数字温度传感器作为测温元件，通过4位共阳极LED数码显示管并行传送数据，实现温度显示。本设计的内容主要分为两部分，一是对系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计，应用C语言实现温度的采集与显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，送入单片机进行数据处理，之后进行输出显示，最终完成了数字温度计的总体设计。其系统构成简单，信号采集效果好，数据处理速度快，便于实际检测使用。关键词单片机AT89C51；温度传感器DS18B20；LED数码管；数字温度计2绪论21论文课题及要求论文课题选用热敏电阻、DS18B20或其它温度传感器测量某振动箱体的温度，其内部装有冷却水时的温度范围为0100摄氏度，内部不装冷却水时的温度范围为20120摄氏度，根据需要设计数据采集通道，对传感器信号进行合理的调理后送AT89C52单片机，由单片机控制1602液晶显示屏显示输出，显示格式自定，但需包含简短说明及实时温度两项内容。论文要求1）对热敏电阻、DS18B20或其它自选测量方法的测温原理进行论述和比较，指出各自的适用场合（如测温范围、使用环境是否允许油污、振动等等），并选定其一用于温度测量；无论采用哪种测温方案均需分别检测箱体（金属固体）和箱体内冷却水或空气（液体或气体）的温度，即需要同时检测两个温度值，取其平均值作为最终显示温度；2）明确指定检测装置的安装及调试方案（即应该如何安装固定及调试），根据选定的传感器进行数据采集通道的设计，论文中应明确写出数据采集通道由几个环节组成以及各环节的作用；无论采用哪种方案，都需在硬件设计中明确指出所采用的抗振及抗干扰措施，软件设计中需采用软件看门狗技术以确保检测系统在恶劣情况下能够正常工作；3）在占用最少系统资源的原则下，对所使用单片机资源进行合理分配。22课题背景单片机自1976年由INTEL公司推出MCS48开始，迄今已有三十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域，对各个行业的技术改造和产品更新换代起着重要的推动作用。单片机有两种基本结构形式一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。20世纪80年代中期以后，INTEL公司以专利转让的形式把8051内核技术转让给许多半导体芯片生产厂家，如ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS等。这些厂家生产的芯片是MCS51系列的兼容产品，准确地说是与MCS51指令系统兼容的单片机。这些兼容机与8051的系统结构主要是指令系统相同，采用CMOS工艺，因而，常用80C51系列来称呼所有具有8051指令系统的单片机，它们对8051单片机一般都作了一些扩充，使其更有特点。其功能和市场竞争力更强，其实不该把它们直接称呼为MCS51系列单片机，因为MCS只是INTEL公司专用的单片机系列型号。MCS51系列及80C51单片机有多种品种。它们的引脚及指令系统相互兼容，主要在内部结构上有些区别。目前使用的MCS51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类基本型、增强型、低功耗型、专用型、超8位型、片内闪烁存储器型。其中ATMEL公司的标准型AT89单片机因其与MCS51的完全兼容性、优良的工作性能、使用的灵活性以及较高的性能价格比，成为AT89系列单片机的主流机型，在嵌入式控制系统中获得广泛应用。23课题来源众所周知，环境温度一直是生物能否较适宜生存的一个重要因素，而人们对环境温度的感知也从单纯的身体感官的感受发展到用各种温度计来对环境温度进行准确的测量。但是受限于技术等原因，温度计通常都有体积较大，精度不高等各种缺陷。而数字温度测量芯片的出现则解决了这些问题，其中的一款芯片DS18B20是DALLAS公司生产的1WIRE，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此，用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线上可以挂载很多这样的数字温度芯片，十分方便。美国DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，在其内部使用了在板ONB0ARD专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。“一线总线”独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。同DS1820一样，DS18B20也支持“一线总线”接口，测量温度范围为55C125C，在1085C范围内，精度为05C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V55V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小，这就为用最低的成本制作出用途更广，精度更高的便携带的数字温度计提供了可能。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。3基于DS18B20数字温度计设计的可行性分析31数字温度计设计方案论证311方案一由于本设计实现的是测温电路，首先我们可以使用热敏电阻之类的器件，利用其感温效应，将其随被测温度变化的电压或电流值采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，通过显示电路就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。因此，我们引出第二种方案。312方案二我们可以采用技术成熟、操作简单、精确度高的温度传感器，在此，可以选用数字温度传感器DS18B20，根据它的特点和测温原理，很容易就能直接读取被测温度值并进行转换，这样就可以满足设计要求。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故在本设计中采用了方案二。通过方案二设计的温度计总体电路图如附录图C所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS18B20，用4位LED数码管以串口并行输出方式传送数据实现温度显示。32单线技术目前，常用的微机和外设之间数据传输的串行总线有I2C总线、SPI总线等，其中I2C总线采用同步串行双线一根时钟线，一根数据线方式，而SPI总线采用同步串行三线时钟线，输入线，数据输入线方式。这两种总线需要至少两根或两根以上的信号线。美国达拉斯半导体公司推出了一项特有的单线技术。该技术于上述总线不同，它采用单根信号线，即可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输时是双向的，因而这种单线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉。便于扩展的优点。单线技术适用以单主机系统，单主机能够控制一个或多个从机设备。主机可以是微控制器，从机可以是单线器件，它们之间的数据交换，控制都由这根线完成。主机或从机通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放线，而让其它设备使用。单线通常要求外接一个约5K的上拉电阻，这样，当该线闲置时，器件状态为高电平。主机和从机之间的通信主要分为3个步骤初始化单线器件，识别单线器件和单线数据传输。由于只有一根线通信，所以它们必须是严格的主从结构，只有主机呼叫从机时，从机才能应答，主机访问每个单线器件都必须严格遵循单线命令序列，从机遵守上述三个步骤的顺序。如果命令序列混乱，单线器件将不会响应主机。所有的单线器件都有遵循严格的协议，以保证数据的完整性。单线协议有复位脉冲，其他均由主机发起，并且所有命令和数据都是字节的地位在前。4系统的硬件选择及设计41核心处理器的设计411AT89C51的简介对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。所以，我们选用51系列单片机AT89C51。AT89C51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KBYTES的可编程的FLASH只读程序存储器，兼容标准8051指令系统及引脚，并集成了FLASH程序存储器，既可在线编程ISP，也可用传统方法进行编程，因此，低价位AT89C51单片机可应用于许多高性价比的场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。AT89C51的主要特性如下与MCS51兼容；4K字节可编程闪烁存储器；寿命1000写/擦循环；数据保留时间10年；全静态工作0HZ24HZ；三级程序存储器锁定；1288位内部RAM；32根可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；5个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器和时钟电路。1、AT89C51引脚图芯片AT89C51的引脚排列和逻辑符号如图41所示。图41AT89C51单片机引脚图2、AT89C51引脚功能介绍单片机芯片AT89C51为40引脚双列直插式封装。其各个引脚功能介绍如下1VCC供电电压；2GND接地；3P0口P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚写”1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部电位必须被拉高。4P1口P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入”1”后，电位被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。5P2口P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写”1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址”1”时，它利用内部上拉的优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。6P3口P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入”1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流ILL，也是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，同时P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。其具体功能如表41所示。表41P3口的特殊功能端口定义符号表示功能描述P30RXD串行输入口P31TXD串行输出口P32INT0外部中断0P33INT1外部中断1P34T0定时器0外部输入P35T1定时器1外部输入P36WR外部数据存储器写选通P37RD外部数据存储器读选通7RST复位输入端。当振荡器复位时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。8ALE/PROG当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。9PSEN外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取址期间，每个机器周期PSEN两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。10EA/VPP当EA保持低电平时，访问外部ROM；注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，访问内部ROM。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源VPP。11XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。12XTAL2来自反向振荡器的输出。412复位电路的设计单片机复位电路的设计如图32所示。该复位电路采用手动复位与上电复位相结合的方式。当按下按键S1时，VCC通过R1电阻给复位输入端口一个高电平，实现复位功能，即手动复位。上电复位就是VCC通过电阻R2和电容C构成回路，该回路是一个对电容C充电和放电的电路，所以复位端口得到一个周期性变化的电压值，并且有一定时间的电压值高于CPU复位电压，实现上电复位功能。图42单片机复位电路413晶振电路的设计单片机晶振电路的设计如图33所示。XTAL1（X1）为反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2X2是来自反向振荡器的输出。按照理论上AT89C51使用的是12MHZ的晶振，但实测使用110592MHZ。所以设计者通常用的是110592MHZ。42温度采集电路的设计由于传统的热敏电阻等测温元件测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部元件支持，且硬件电路复杂，制作成本相对较高。这里采用DALLAS公司的数字温度传感器DS18B20作为测温元件。图43单片机晶振电路421DS18B20的简介DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的”一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持”一线总线”接口的温度传感器。温度测量范围为55125摄氏度，可编程为9位12位转换精度，测温分辨率可达00625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20的性能特点如下独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条总线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温；DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；适应电压范围更宽，电压范围3055V，在寄生电源方式下可由数据线供电；测温范围55125，在1085时精度为05；零待机功耗；可编程的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为05、025、0125和00625，可实现高精度测温；在9位分辨率时最多在9375MS内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750MS内把温度值转换为数字，速度更快；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；测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线“串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作以上特点使DS18B20非常适用与多点、远距离温度检测系统。DS18B20内部结构主要由四部分组成64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列、各种封装形式如图44所示。其中，DQ为数据输入/输出引脚，也可用作开漏单总线接口引脚，当被用在寄生电源工作方式下，可以向器件提供电源；GND为地信号；VDD为可选择的电源引脚，当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。其电路图45所示。图44外部封装形式图45传感器电路图422DS18B20内部结构图46为DS1820的内部结构框图，它主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器内含便笺式RAM，用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码CRC发生器等七部分。DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装。其中，64BIT闪速ROM的结构如下8BIT校验CRC48BIT序列号8BIT工厂代码10HMSBLSBMSBLSBMSBLSB开始的8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。主机操作ROM的命令有五种，如表42所示。图46DS18B20内部结构框图温度传感器DS18B20的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图47所示。图47高速暂存RAM结构图其中，前2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。暂存存储器的第5个字节是配置寄存器，可以通过相应的写命令进行配置，其内容如下0R1R0111111MSBLSB其中R0和R1是温度值分辨率位，可按表33进行配置。表33温度值分辨率配置表R1R0分辨率最大转换时间MS009位9375MSTCONV/80110位18350MSTCONV/41011位375MSTCONV/21112位750MSTCONV当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前、高位在后，数据格式以00625/LSB形式表示。温度值格式如下低2322212021222324高SSSSS262524MSBLSB这是12位转化后得到的12位数据，存储在DS18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于00625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于00625即可得到实际温度。格式中，S表示位。对应的温度计算当符号位S0时，表示测得的温度植为正值，直接将二进制位转换为十进制；当S1时，表示测得的温度植为负值，先将补码变换为原码，再计算十进制值。例如125的数字输出为07D0H，250625的数字输出为0191H，250625的数字输出为FF6FH，55的数字输出为FC90H。DS18B20温度传感器主要用于对温度进行测量，数据可用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，并以00625/LSB形式表示。表44是部分温度值对应的二进制温度表示数据。表44部分温度的二进制数表示温度数字输出（二进制）数字输出（16进制）125000001111101000007D0H8500000101010100000550H25062500000001100100010191H10125000000001010001000A2H0500000000000010000008H000000000000000000000H051111111111111000FFF8H101251111111101011110FFE5H2506251111111001101111FF6FH551111110010010000FC90HDS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容作比较，若TTH或T0480US12、响应DS18B20检测到该上升沿后，延时1560US，通过拉低总线60240US来产生应答脉冲。DQ11560US060240US3、接收响应主机接收到从机的应答脉冲后，说明有单线器件在线。至此，初始化完成。DQ0522ROM操作命令当主机检测到应答脉冲，便可发起ROM操作命令。共有5类ROM操作命令，如表51所示。表51ROM操作命令指令类型命令字节功能说明READROM读ROM33H读取激光ROM中的64位，只能用于总线上单个DS18B20器件情况，多挂时会发生数据冲突；MATCHROM匹配ROM55H此命令后跟64位ROM序列号，寻址多挂总线上的对应DS18B20，只有序列号完全匹配的DS18B20才能响应后面的内存操作命令，其他不匹配的将等待复位脉冲，可用于单挂或多挂两种情况；SKIPROM跳过ROMCCH可无须提供64位ROM序列号即可运行内存操作命令，只能用于单挂；SEARCHROM搜索ROMF0H通过一个排除法过程，识别出总线上所有器件的ROM序列号；ALARMSEARCH报警搜索ECH命令流程与SEARCHROM相同，但DS18B20只有最近的一次温度测量时满足了报警触发条件的，才会响应此命令。523内存操作命令在成功执行ROM操作命令后，才可使用内存操作命令。共有6种内存操作命令，如表52所示。表52内存操作命令指令类型命令字节功能说明WRITESCRATCHPAD写暂存器4EH写暂存器中地址2地址4的3个字节TH,TL和配置寄存器在发起复位脉冲之前，3个字节都必须要写；READSCRATCHPAD读暂存器BEH读取暂存器内容，从字节0一直到字节8，共9个字节，主机可随时发起复位脉冲，停止此操作，通常我们只需读前5个字节；COPYSCRATCHPAD复制暂存器48H将暂存器中的内容复制进EERAM，以便将温度告警触发字节存入非易失内存，如果此命令后主机产生读时隙，那么只要器件还在进行复制都会输出0，复制完成后输出1；CONVERTT温度转换44H开始温度转换操作，若在此命令后主机产生时隙，那么只要器件还在进行温度转换就会输出0，转换完成后输出1；RECALLE2重调E2暂存器B8H将存储在EERAM中的温度告警触发值和配置寄存器值重新拷贝到暂存器中，此操作在DS18B20加电时自动产生；READPOWERSUPPLY读供电方式B4H主机发起此命令后每个读数时隙内，DS18B20会发信号通知它的供电方式0寄生电源，1外部供电。524数据处理DS18B20要求有严格的时序来保证数据的完整性。在单线DQ上存在复位脉冲、应答、写”0”、写”1”读”0”和读”1”几种型号类型，其中除了应答脉冲以外，均有主机产生。1、DS18B20的复位时序图51DS18B20的复位时序数据位的读和写则是通过使用读、写是时序实现的。首先来看写时序，时序图如图52所示。当主机将数据线从高电平拉至低电平时产生写时序。有两种类型的写时序写”1”和写”0”。所有写时序必须在60US以上即有高拉低后持续60US以上，各个写时序之间必须保证最短1US的恢复时间。DS18B20在DQ线变低后的15US至60US的窗口时间内对DQ线进行采样，如果为高电平就写为”1”，如果为低电平就写为”0”。对于主机产生写”1”时隙的情况，数据线必须先被拉低，然后释放，在写时序开始后的15US内允许DQ线拉至高电平。对于主机产生写”0”时隙的情况，DQ线必须被拉至低电平且至少保持低电平60US的时间。图52写时序再来看读时序，时序图如图53所示。当主机从DS18B20读数据时，把数据线从高电平拉至低电平，产生读时序数据线DQ必须保持低电平至少1US，来自DS18B20的输出数据在读时序下降沿之后15US内有效，因此在此15US内，主机必须停止将DQ引脚置低。在读时序结束时，DQ引脚将通过外部上拉电阻拉回至高电平。所有的读时序最短必须持续60US，各个读时序之间必须保证最短1US的回复时间。图53读时序所有的读写时序至少需要60US，且每两个对立的时序之间至少需要1US的回复时间。在写时序中，主机将在拉低总线15US内释放总线，并向DS18B20写”1”；若主机拉低总线后能保持至少60US的低电平，则向单总线器件写”0”。DS18B20仅在主机发出读时序时才向主机传送数据，所以当主机向DS18B20发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便DS18B20能传输数据。53温度采集程序的设计温度采集程序流程图如图54所示。开始初始化DS18B20应答脉冲发起SKIPROM命令发起CONVERTT命令延时1S，等待温度转换完成初始化DS18B20应答脉冲发起READSCRATCHAPAD命令读取第1，2字节即为温度数值NONO图54温度采集流程54温度显示程序的设计温度显示程序流程图如图55所示。图55LED显示流程图开始点亮所有数码管选中LED1显符号延迟选中LED2显十位延迟选LED3显个位延迟选LED4显小数结束6结论本设计介绍了基于DS18B20的数字温度计的工作原理及实现过程，本人在这几个月的时间内阅读大量有关数字温度计原理及设计的相关资料，设计了系统所需的电路原理图及实现采集与显示功能的软件程序，完成了基于DS18B20的数字温度计的设计。设计中采用最常用的单片机AT89C51作为主控模块，单总线数字温度传感器DS18B20用来测量温度，温度数据采用数码管LED显示。本设计的特点是构成系统的硬件器件少，操作简单，数据处理功能强。通过这次毕业设计使我学习到了很多的东西，不仅加深了对专业知识的理解，而且更好地把理论知识与实践相结合，提高了自身的动手能力和实践水平，增强了学习单片机系统开发与设计的兴趣。由于本人的知识有限，在本设计中不可避免存在一些不足之处，我会在以后的学习生活中不断加以完善。相信本次毕业设计的经历一定会在我今后的学习生活中产生巨大的推动作用。参考文献于永51单片机C语言常用模块与综合系统设计实例精讲M北京电子工业出版社，2008戴永成等基于DS18B20的数字温度测量仪J北华航天工业学院学报，2008廖常初现场总线概述J电工技术，1999张越等基于DS18B20温度传感器的数字温度计J微电子学，2007李朝青单片机原理及接口技术（简明修订版）杭州北京航空航天