基于DS18B20与MCS-51单片机单片机的数值温度显示器
基于DS18B20与MCS-51单片机单片机的数值温度显示器[20200128193604]
摘要
现在的温度是非常重要的物理量，温度测量和控制的激光器，光纤光栅的使用和其他的工业和农业生产和科研中被广泛使用。温度检测的传统方法，例如热电偶，热电阻，半导体PN结，如模拟温度传感器的使用。放大后的信号进行采样，通过模拟 - 数字转换，然后支付由单片机处理。后测得的温度从温度敏感的元件的信号到微控制器，许多设备易受干扰，难以控制，和准确度不高。因此，本文介绍了一种新型的可编程数字温度传感器DS18B20，它可以代替模拟温度传感器和信号处理电路，直接与MCU沟通，完成温度采集，数据处理和智能报警。 DS18B20与MCS-51单片机的组合，实现最简单的温度检测系统，这是简单，抗干扰能力强，可以准确地测量温度的时刻。
摘要 1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:温度传感器DS18B20,MSC-51单片机的AT89C51。
目录
摘要 1
一、绪论 2
二、电路设计的理论基础 3
（一）系统设置的框架 3
（二）单片机的介绍与发展 3
（三）AT89C51系列单片机介绍 4
三、硬件电路设计 7
（一）电源 7
（二）单线性温度传感器DS18B20 7
（三）液晶显示器 9
（四）晶振电路 10
（五）报警电路 11
（六）复位电路 11
四、软件设计 12
（一）Protel99se电子EDA软件介绍 12
（二）Keil uVision4编程软件的介绍 12
（三）PROTEUS7仿真软件的介绍 12
（四）流程图 13
五、系统测试 14
六、总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
（一）程序 17
（二）电路图 36
（三）PCB图 37
（四）protues仿真图 38
（五）实物图 39
（六）元件清单 40
（三）AT89C51系列单片机介绍
51系列单片机AT89C51单片机的一员，是8051的简化版本。内部快闪记忆体配备了2K字节的可编程低电压，高性能COMS8个微处理器，和Intel MCS-51系列单片机的指令和输出引脚兼容。由于多个CPU和闪速存储器结合在一个单一的芯片，因此，AT89C51微控制器系统组成的结构简单，成本最低，效率最高的微控制系统，消除了需要外部RAM，ROM，和接口装置，减少了硬件开销，节约成本，提高了系统的成本。
1.主要特性介绍：
与MCS-51 兼容、4K字节可编程闪烁存储器、寿命：1000次的写/擦循环、数据保留时间：10年、全静态工作：0Hz-24Hz、三级程序存储器锁定、128*8位内部RAM、32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等。
2.管脚说明
VCC：提供电源电压引脚。
GND：接地引脚。
P0口：P0口是一个双功能的8位并行端口，字节地址为80H，位地址为80H～87H。端口的各位具有完全相同但又相互独立的电路结构，一个数据输出的锁存器，用于数据位的锁存，两个三态的数据输入缓冲器，分别是用于读锁存器数据的输入缓冲器BUF1和读引脚数据的输入缓冲器BUF2，一个多路转接开关MUX，它的一个输入来自锁存器的 端，另一个输入为地址/数据信号的反相输出。MUX由“控制”信号控制，实现锁存器的输出和地址/数据信号之间的转接，数据输出的控制和驱动电路，由两个场效应管（FET）组成，P0口被称为“准双向口”。
P1口：P1口只能作为通用的I/O口使用。P1口作为输出口时，若CPU输出1时，锁存器的Q为1，场效应管截止，P1口引脚的输出为1，若CPU输出为0，锁存器为0，场效应管导通，P1口引脚的输出为0，P1口作为输入口时，分为“读锁存器”和“读引脚”两种方式。“读锁存器”时锁存器的输出端Q的状态经输入缓冲器BUF1进入内部总线；“读引脚”时先向锁存器写1，使场效应管管截止，P1.x引脚上的电瓶经过输入缓冲器BUF2进入内部总线。
P2口：一个数据输出锁存器，用于输出数据位的锁存，两个三态数据输入缓冲器BUF1和BUF2，分别用于读锁存器数据和读引脚数据的输入缓冲，一个多路转接开关MUX，一个输入是锁存器的Q端，另一个输入是高8位地址，输出驱动电路，由场效应管（FET）和内部上拉电阻组成。
P3口：1个数据输出锁存器，锁存输出数据位，3个三态数据输入缓冲器BUF1、BUF2和BUF3，分别用于读锁存器、读引脚数据和第二功能数据的输入缓冲，输出驱动，由与非门、场效应管（FET）和内部上拉电阻组成。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/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指令是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。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN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。
EA/VPP(31脚):引脚第一功能：外部程序存储器访问允许控制端。EA=1，在PC值不超出0FFFH（即不超出片内4KB Flash存储器的地址范围）时，单片机读片内程序存储器（4KB）中的程序，但PC值超出0FFFH （即超出片内4KB Flash地址范围）时，将自动转向读取片外60KB（1000H-FFFFH）程序存储器空间中的程序。EA=0，只读取外部的程序存储器中的内容，读取的地址范围为0000H～FFFFH，片内的4KB Flash 程序存储器不起作用。
VPP：引脚第二功能，对片内Flash编程，接编程电压。
XTAL1（19脚）：片内振荡反向放大器和时钟发生器电路的输入端，当采用外接时钟源时，该引脚接外部时钟振荡器的信号。
XTAL2（18脚）：片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器时，该引脚连该引脚悬空。
3.振荡器特性
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。AT89S51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡,C1和C2的典型值通常选择为30pF。电容大小会影响振荡器频率高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶振频率范围通常是1.2～12MHz。晶体频率越高，单片机速度就越快。速度快对存储器的速度要求就高，印制电路板的工艺要求也高，即线间的寄生电容要小。晶体和电容应尽可能与单片机靠近，以减少寄生电容，保证振荡器稳定、可靠地工作。为提高温度稳定性，采用温度稳定性能好的电容。常选6MHz或12MHz的石英晶体。随着集成电路制造工艺技术的发展，单片机的时钟频率也在逐步提高，已达33MHz。
其引脚图如图2所示：
摘要
现在的温度是非常重要的物理量，温度测量和控制的激光器，光纤光栅的使用和其他的工业和农业生产和科研中被广泛使用。温度检测的传统方法，例如热电偶，热电阻，半导体PN结，如模拟温度传感器的使用。放大后的信号进行采样，通过模拟 - 数字转换，然后支付由单片机处理。后测得的温度从温度敏感的元件的信号到微控制器，许多设备易受干扰，难以控制，和准确度不高。因此，本文介绍了一种新型的可编程数字温度传感器DS18B20，它可以代替模拟温度传感器和信号处理电路，直接与MCU沟通，完成温度采集，数据处理和智能报警。 DS18B20与MCS-51单片机的组合，实现最简单的温度检测系统，这是简单，抗干扰能力强，可以准确地测量温度的时刻。
摘要 1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:温度传感器DS18B20,MSC-51单片机的AT89C51。
目录
摘要 1
一、绪论 2
二、电路设计的理论基础 3
（一）系统设置的框架 3
（二）单片机的介绍与发展 3
（三）AT89C51系列单片机介绍 4
三、硬件电路设计 7
（一）电源 7
（二）单线性温度传感器DS18B20 7
（三）液晶显示器 9
（四）晶振电路 10
（五）报警电路 11
（六）复位电路 11
四、软件设计 12
（一）Protel99se电子EDA软件介绍 12
（二）Keil uVision4编程软件的介绍 12
（三）PROTEUS7仿真软件的介绍 12
（四）流程图 13
五、系统测试 14
六、总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
（一）程序 17
（二）电路图 36
（三）PCB图 37
（四）protues仿真图 38
（五）实物图 39
（六）元件清单 40
（三）AT89C51系列单片机介绍
51系列单片机AT89C51单片机的一员，是8051的简化版本。内部快闪记忆体配备了2K字节的可编程低电压，高性能COMS8个微处理器，和Intel MCS-51系列单片机的指令和输出引脚兼容。由于多个CPU和闪速存储器结合在一个单一的芯片，因此，AT89C51微控制器系统组成的结构简单，成本最低，效率最高的微控制系统，消除了需要外部RAM，ROM，和接口装置，减少了硬件开销，节约成本，提高了系统的成本。
1.主要特性介绍：
与MCS-51 兼容、4K字节可编程闪烁存储器、寿命：1000次的写/擦循环、数据保留时间：10年、全静态工作：0Hz-24Hz、三级程序存储器锁定、128*8位内部RAM、32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等。
2.管脚说明
VCC：提供电源电压引脚。
GND：接地引脚。
P0口：P0口是一个双功能的8位并行端口，字节地址为80H，位地址为80H～87H。端口的各位具有完全相同但又相互独立的电路结构，一个数据输出的锁存器，用于数据位的锁存，两个三态的数据输入缓冲器，分别是用于读锁存器数据的输入缓冲器BUF1和读引脚数据的输入缓冲器BUF2，一个多路转接开关MUX，它的一个输入来自锁存器的 端，另一个输入为地址/数据信号的反相输出。MUX由“控制”信号控制，实现锁存器的输出和地址/数据信号之间的转接，数据输出的控制和驱动电路，由两个场效应管（FET）组成，P0口被称为“准双向口”。
P1口：P1口只能作为通用的I/O口使用。P1口作为输出口时，若CPU输出1时，锁存器的Q为1，场效应管截止，P1口引脚的输出为1，若CPU输出为0，锁存器为0，场效应管导通，P1口引脚的输出为0，P1口作为输入口时，分为“读锁存器”和“读引脚”两种方式。“读锁存器”时锁存器的输出端Q的状态经输入缓冲器BUF1进入内部总线；“读引脚”时先向锁存器写1，使场效应管管截止，P1.x引脚上的电瓶经过输入缓冲器BUF2进入内部总线。
P2口：一个数据输出锁存器，用于输出数据位的锁存，两个三态数据输入缓冲器BUF1和BUF2，分别用于读锁存器数据和读引脚数据的输入缓冲，一个多路转接开关MUX，一个输入是锁存器的Q端，另一个输入是高8位地址，输出驱动电路，由场效应管（FET）和内部上拉电阻组成。
P3口：1个数据输出锁存器，锁存输出数据位，3个三态数据输入缓冲器BUF1、BUF2和BUF3，分别用于读锁存器、读引脚数据和第二功能数据的输入缓冲，输出驱动，由与非门、场效应管（FET）和内部上拉电阻组成。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/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指令是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。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN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。
EA/VPP(31脚):引脚第一功能：外部程序存储器访问允许控制端。EA=1，在PC值不超出0FFFH（即不超出片内4KB Flash存储器的地址范围）时，单片机读片内程序存储器（4KB）中的程序，但PC值超出0FFFH （即超出片内4KB Flash地址范围）时，将自动转向读取片外60KB（1000H-FFFFH）程序存储器空间中的程序。EA=0，只读取外部的程序存储器中的内容，读取的地址范围为0000H～FFFFH，片内的4KB Flash 程序存储器不起作用。
VPP：引脚第二功能，对片内Flash编程，接编程电压。
XTAL1（19脚）：片内振荡反向放大器和时钟发生器电路的输入端，当采用外接时钟源时，该引脚接外部时钟振荡器的信号。
XTAL2（18脚）：片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器时，该引脚连该引脚悬空。
3.振荡器特性
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。AT89S51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡,C1和C2的典型值通常选择为30pF。电容大小会影响振荡器频率高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶振频率范围通常是1.2～12MHz。晶体频率越高，单片机速度就越快。速度快对存储器的速度要求就高，印制电路板的工艺要求也高，即线间的寄生电容要小。晶体和电容应尽可能与单片机靠近，以减少寄生电容，保证振荡器稳定、可靠地工作。为提高温度稳定性，采用温度稳定性能好的电容。常选6MHz或12MHz的石英晶体。随着集成电路制造工艺技术的发展，单片机的时钟频率也在逐步提高，已达33MHz。
其引脚图如图2所示：
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