单片机AT89C2051的数字温度计设计

1、【Word版本下载可任意编辑】 单片机AT89C2051的数字温度计设计 单片机控制已成为今天电子设计追-求的目标之一，本文将这种控制技术应用于温度测量中。AT89C2051是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含有2 KB的反复擦写的只读程序存储器和128 B的随机存取数据存储器(RAM)。美国DALLAS半导体公司生产的DSl-8B20型单线智能温度传感器，属于新一代适配微处理器的智能传感器。数字温度计是以DS18B20为检测元件，由AT89C2051作为主控制器的温度计，具有功耗低、构造简单、读数方便、测温范围广、测温准确的特点。 1 电路构成及工作原理 1.1

2、 硬件设计 由AT89C2051构成的温度计主要由三部分组成：DSl8B20温度传感器、单片机AT89C2051、由LED数码管构成的显示模块。其系统原理框图如图1所示。DSl8B20作为单片机AT89C2051的外部信号源，把所采集到的温度转换为数字信号，通过IO接口传给2051，2051启动ROM内的控制程序驱动LED数码管，通过IO接口和数据线(单片机和数码管的接口)把数据传送给数码管，将采集到的温度显示出来。 1.2 总电路图 基于AT89C2051的温度测量系统电路图把温度转化成带符号的数字信号(以十六位补码形式，占两个字节)，若采用带屏蔽的双绞电缆线，连线的长度可以到达150 m，

3、输出脚I0直接与单片机的P3.4相连，R1为上拉电阻，传感器采用外部电源供电。AT89C2051是整个系统的部分，内含2 KB的FLASH ROM，用户程序存放在这里。显示器模块由四位一体的共阳数码管和四个9012组成。系统程序分传感器控制程序和显示器程序两部分，传感器控制程序是按照DSl8B20的通信协议编制。系统的工作是在程序控制下，完成对传感器的读写和对温度的显示。 产品的主要技术指标：测量范围：-55+125，测量精度：0.5；反应时间小于等于500 ms。 2 软件设计 2.1 采集模块 该模块选用单线温度传感器DSl8B20完成温度采集。单片机AT89C51对DSl8B20访问流程

4、如下：先对DSl8B20初始化，再开展ROM操作命令，才能对存储器操作。DSl8B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。根据DSl8B20的通讯协议，需经三个步骤：每读写之前都要对DSl8B20开展复位，复位成功后发送一条ROM指令(指令代码CCH)并置标志位，根据标志位来判断是否初始化成功，发送RAM指令(指令代码44H)DSl8B20开始转换，再读出温度转换值(指令代码BEH)，读取的温度值高位字节送27H单元，低位字节送26H单元，再按照温度值字节的表示格式及其符号位，经过简单的变换即可得到实际温度值。 2.2 主处理模块 主处理模块主要是将各个模块开展协调处理以实现数据交互。

5、主处理模块首先完成初始化工作，初始化后进入循环处理，在循环过程中获得采集模块的数据，并将数据开展处理，根据处理后的结果开展显示。主处理的流程图如图3所示。 2.3 显示模块 采用动态扫描的方法，其中P3.0，P3.1，P3.2，P3.3控制位选，P1控制段选。由P3.0，P3.1，P3.2，P3.3向各位轮流输出扫描信号，使每一瞬间只有一个数码管被选通，然后由P1送入该位所要显示的字形码，点亮该位字形段显示的字形。在P1送出的码段和P3.0，P3.1，P3.2，P3.3送出的位段的配合控制下，使各个数码管轮流点亮显示各自的字形。 3 结语 该设计测温传感器采用改良型智能温度传感器DSl8B20，测温范围为-5