數(shù)字溫度計的設計

摘要：根據目前溫度傳感器的數(shù)字化和溫度表的發(fā)展現(xiàn)狀，研究和設計了一種基于51系列單片機的數(shù)字溫度計。數(shù)字溫度計控制電路的核心是基于51系列中ATMEL公司的8位單片機AT89C51。測溫傳感器采用了新型單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20，不需要專用A／D轉換電路來實現(xiàn)溫度量由模擬量到數(shù)字量的變換，并可與單片機直接連接。同時，系統(tǒng)的顯示部分采用4住LED串行動態(tài)顯示，用74LS373的輸出信號分別作為LED的位驅動信號和段驅動信號。該數(shù)字溫度表實現(xiàn)了對溫度采集、處理、實時顯示，并可實現(xiàn)對測溫系統(tǒng)的溫度控制。
關鍵詞：溫度傳感器DS18B20；單片機AT89C51；LED；單線通信

隨著生產的發(fā)展和技術的進步，精度、靈敏度、穩(wěn)定度等各個參數(shù)的要求越來越高，數(shù)字式開始問世，數(shù)字式溫度傳感器輸出的是數(shù)字信號，可直接與單片機連接，具有克服模擬傳感器與微處理器接口時需要信號調理電路和A／D轉換器的弊端等優(yōu)點。該設計所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用。
由文獻可知，測量溫度的方式有很多，常用的溫度計多為管式溫度計，不僅讀數(shù)很不方便，還容易損壞。為此在DS18B20數(shù)字溫度傳感器技術的基礎上制作了數(shù)字溫度計，數(shù)碼管直接顯示溫度，讀數(shù)方便快易，而且電路簡單、安全可靠。

1 系統(tǒng)方案設計
1．1 溫度測量系統(tǒng)的總體設計
該溫度測量系統(tǒng)主要通過傳感器數(shù)字采集電路對周邊環(huán)境進行溫度測量及運算處理，并將處理的數(shù)據通過接口電路傳送給單片機，單片機根據用戶要求即設計人員設計開發(fā)的軟件程序對數(shù)據進行運算，儲存等，最后通過顯示電路進行顯示。整體設計框圖如圖1所示。