AT89C51单片机的数字温度计的设计
AT89C51单片机的数字温度计的设计[20200128193154]
摘 要
随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围-30℃-～150℃。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用。该系统可以方便的实现温度采集和显示，并可根据需要设定上下限温度，它使用起来具有精确度高、测量广、灵敏度高、体积小、功耗低等优点。该电路设计新颖、功能强大、结构简单,有广泛的应用前景。
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关键字:温度测量；DS18B20；AT89C51
引 言 1
1 器件简介 2
1.1 AT80C51 简介 2
1.1.1 AT89C51简介 2
1.1.2 管脚说明 2
1.2 DS18B20 简介 4
1.2.1 DS18B20简介 4
1.2.2 DS18B20的性能特点 4
1.2.3 DS18B20的内部结构 4
1.2.4 DS18B20 的测温 5
1.3 LCD 液晶显示 6
2 系统设计 7
2.1设计方案 7
2.2 总体设计框图 7
3 系统硬件软件设计方案 8
3.1硬件设计 8
3.1.1主板电路 8
3.1.2 复位信号及外部复位电路 9
3.1.3温度传感器与单片机的连接 9
3.1.4温度控制及超温和超温警报单元 10
3.1.5液晶显示电路 11
3.2软件设计 12
3.2.1 主程序 12
3.2.2 读出温度子程序 12
3.2.3显示数据子程序 13
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
附 录 17
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。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，该设计控制器使用单片机AT89C51，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LCD串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
1器件简介
1.1 AT89C51简介
1.1.1 AT89C51简介
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机 。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器 的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。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，AT89C2051是它的一种精简版本。
1.1.2 管脚说明
如图1 为AT89C51引脚图,各引脚功能说明如下:
P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。 作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）
P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89C51特殊功能（第二功能）使用，如表1所示。
表1 AT89C51引脚号第二功能
P3.0 RXD（串行输入）
P3.1 TXD（串行输出）
P3.2 INT0（外部中断0）
P3.3 INT0（外部中断0）
P3.4 T0（定时器0外部输入）
P3.5 T1（定时器1外部输入）
P3.6 WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 RD（外部数据存储器读选通）
RST:复位输入，晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出69个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE 仅在执行MOVX 或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。
这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
1.2 DS18B20 简介
1.2.1 DS18B20 简介
DS18B20温度传感器是采用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片，经焊接，外加不锈钢保护管封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域,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。
1.2.2 DS18B20的性能特点
1）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
2）多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
4）可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V；
6）温度以9或12位数字；
7）用户可定义报警设置；
8）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；
1.2.3 DS18B20的内部结构
摘 要
随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围-30℃-～150℃。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用。该系统可以方便的实现温度采集和显示，并可根据需要设定上下限温度，它使用起来具有精确度高、测量广、灵敏度高、体积小、功耗低等优点。该电路设计新颖、功能强大、结构简单,有广泛的应用前景。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:温度测量；DS18B20；AT89C51
引 言 1
1 器件简介 2
1.1 AT80C51 简介 2
1.1.1 AT89C51简介 2
1.1.2 管脚说明 2
1.2 DS18B20 简介 4
1.2.1 DS18B20简介 4
1.2.2 DS18B20的性能特点 4
1.2.3 DS18B20的内部结构 4
1.2.4 DS18B20 的测温 5
1.3 LCD 液晶显示 6
2 系统设计 7
2.1设计方案 7
2.2 总体设计框图 7
3 系统硬件软件设计方案 8
3.1硬件设计 8
3.1.1主板电路 8
3.1.2 复位信号及外部复位电路 9
3.1.3温度传感器与单片机的连接 9
3.1.4温度控制及超温和超温警报单元 10
3.1.5液晶显示电路 11
3.2软件设计 12
3.2.1 主程序 12
3.2.2 读出温度子程序 12
3.2.3显示数据子程序 13
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
附 录 17
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。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，该设计控制器使用单片机AT89C51，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LCD串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
1器件简介
1.1 AT89C51简介
1.1.1 AT89C51简介
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器
1.1.2 管脚说明
如图1 为AT89C51引脚图,各引脚功能说明如下:
P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。 作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）
P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89C51特殊功能（第二功能）使用，如表1所示。
表1 AT89C51引脚号第二功能
P3.0 RXD（串行输入）
P3.1 TXD（串行输出）
P3.2 INT0（外部中断0）
P3.3 INT0（外部中断0）
P3.4 T0（定时器0外部输入）
P3.5 T1（定时器1外部输入）
P3.6 WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 RD（外部数据存储器读选通）
RST:复位输入，晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出69个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE 仅在执行MOVX 或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。
这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
1.2 DS18B20 简介
1.2.1 DS18B20 简介
DS18B20温度传感器是采用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片，经焊接，外加不锈钢保护管封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域,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。
1.2.2 DS18B20的性能特点
1）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
2）多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
4）可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V；
6）温度以9或12位数字；
7）用户可定义报警设置；
8）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；
1.2.3 DS18B20的内部结构
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