单片机控制高级温度检测器检测

李伟杰

摘 要

随着现代科技的发展数字智能化测温自动检测系统已经在我们生活各个领域被应广泛用着，从而提高我们的生活质量，同时大大方便生活，慢慢地，传统的温度传感器被数字自动控制测温传感器代替。本设计主要介绍基于单片机和DS18D20温度传感器组成的温度检测系统，可根据需要来设置系统的温度限值，同时也设置温度最大值和最小值来进行设置报警温度从而达到系统自动报警的目的。

【关键词】温度传感器 DS18B20 单片机

温度，作为人的重要感官之一，将决定人的舒适度以及对智能家居的满意度。因此，如何准确测出室内温度，是作为智能家居为调节室内温度和工业控制智能化的重要依据。智能温度检测已经普遍进入我们的日常生活和工作当中，甚至在科研中也有从单片机数字化控制技术，很多方面都从数字智能控制化方面发展。本次设计的系统具有高精度的读数功能，更加方便，控制精准度更高，测温的应用范围更加广泛，而且用数码管当做显示屏显示，测出的温度以数字显示。这些在我们的日常生活、工作甚至到科研都可以使用。本次测温系统是以AT89C52单片机作为主控芯片，DS18B20传感器测温，并且用4位阳极数码管显示测出的温度数据。

1 单片机最小系统

1.1 晶振

晶振是单片机的“心脏”，是确保系统运行的基础。晶振为单片机提供时钟信号。

1.2 复位电路

复位电路是稳定单片机系统电路中不可或缺的一个部分，它有上电复位功能。单片机在启动时需要使CPU及系统弄各部件处于初始状态，并从初始状态工作，这就要靠复位电路来实现。

2 方案论证

方案一：采用DS18B20温度传感器。DS18B20和其他的测温元件对比，主要特点有：测温范围广，测温范围为负55度到125度。在负10度到85度范围误差为0.5度。测温精确精度最高可达0.0625度，最低精度达0.5度，掉电的情况下能够保持初始设置的上下限温度值，采用数码管显示其温度值，方便于读数。DS18B20是支持“一线总线”接口的温度传感器，从而减少了外部硬连接单片机的电路，使外部电路大大简化。

方案二：采用SL616温度传感器。SL616是一种电压输出型四端元器件，共有八个引脚，分别由基准电压，温度传感器、運算放大器电路组成。SL616将测量所得的温度值经过运算放大器放大，再模数转换传给单片机做出内部的工作，但由于外围硬件电路所需过多，造成硬件电路复杂，加上复杂的电路会产生一定的误差，会对所测量的温度值不精确。

通过方案一和方案二的对比，利用测温精确度高、测温范围广的DS18B20作为本系统温度传感器的采集器。

3 DS18B20数字温度传感器简介

3.1 测温介绍

DS18B20接收到温度转换的命令后，就会开始启动转换工作，而转换结束后的温度值就会以二进制补码形式存储在高速暂存存储器里，最后在单片机进行运算处理。经过DS18B20温度传感器其内部编程，它可实现温度的读数。测量所得的温度信息只需要通过单线接口从DS18B20接收或者发出。它与单片机的连接电路只需一根地线和信号线。读程序，写程序以及执行温度变化不需要连接外部电源，可由数据线提供。利用单片机以及DS18B20温度传感器等元器件构成一个测温系统，它与外围电路连接简单，抗干扰能力强，性能高和功耗低等优点。此温度传感器可在任何地点放置，从而进行高精度的温度测量，特别适用于多地温度测控系统。也正因为它的体积小微型化的优良特点，到目前为止，现在已被家居智能化以及工业控制上广泛应用。

3.2 DS18B20的使用

温度传感器DS18B20在一根输入输出线上进行读写数据，它对数据位有着非常严格的时序要求。温度传感器DS18B20保证各个数据传输的正确性和完整性有着严格的通讯协议。此协议定义了三种信号时序，分别为初始化时序，读时序和写时序。而这三种的时序将主机与单总线器件分别作为主设备和从设备。主机主动启动写时序开始后就完成命令和数据的传输，在执行写命令时，主机启动读时序后完成读时序和数据的接收，单总线器件就会回送数据。

4 DS18B20的应用

本设计系统是以AT89C52单片机作为系统的主控芯片，DS18B20温度传感器测量温度，4位共阳极数码管作为显示器。系统包含了硬件和软件两大部分，硬件部分有：DS18B20温度传感器、数码管显示、自动化控制和报警的设计；单片机、DS18B20传感器结合数码管的是用，方便简易操作，可以实现一秒钟一刷新，蜂鸣器以设计时设置的温度限值实时作出报警指示。

软件主要是系统程序的设计，其中有设计键盘管理程序、设计控制程序、设计显示程序和设计温度报警程序。设计的程序需要与硬件结合来调试，初始的温度值可以实现根据实际情况来设置和调节，来实时显示温度，当DS18B20温度传感器达到初始设定的温度限值时，指示灯会亮二蜂鸣器会作出报警指示。另外当温度传感器达到某一限值时，就进行相应的散热或加热的系统电路工作，以满足温度平衡的条件。

本次设计的系统可以应用于日常生活的各方面：比如电饭锅、温湿度计、体温计、电水壶，净室的测温等，甚至在农业方面也有应用，农业大棚的测温、机房的测温，同时也应用于控制各个领域数字化设备的测温。数字化的智能温度传感器对我们生活的各个方面有很大的利用价值，也大大地方便和丰富我们的生活。

5 结束语

本系统主要是DS18B20温度传感器、AT89C52单片机和数码管结合C语言编程进行设计来实现功能，因此本人通过查阅大量的相关资料来了解本设计系统相关元器件的知识，然后进行绘制图，编制程序，仿真调试，硬件焊接与系统调试。虽然这一过程由初始再到最后花了大量的精力与时间，但是使我收获颇受受益匪浅。使我对AT89C52单片机和DS18B20的知识和应用更全面的了解，同时提升了自己独立思考和动手处理问题的能力。

参考文献

[1]王海宁.基于单片机的温度控制系统的研究[D].合肥工业大学，2008.

[2]吴健，侯文，郑宾.基于STC89C52单片机的温度控制系统[J].电脑知识与技术，2011（04）.