一、系统方案论证：
方案一：STC51单片机+DS18B20温度传感器
DS18B20是一款常用的新型单总线式数字温度传感器，使用简单方便，测量范围在－55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃，工作电源: 3~5V/DC。

STC51单片机是比较常用的51单片机，操作简单，使用方便。

方案二：C8051F020单片
采用020内部自带的温度传感器进行测温，减少了外部电路的设计。

方案选取：方案一
如果采用020内部的温度传感器，那么就会对外部温度的测量产生很大的误差，因此要想保证温度测量的准确性，故选择方案一进行设计。

二、系统方案设计：
由于该温度测量系统包含测量、显示、报警三部分，所以采用LCD1602液晶进行温度显示，采用蜂鸣器进行温度报警，利用按键调节温度报警范围。

利用单总线技术的DS18B20测量出当前环境温度，再有四位数码管显
示出温度，所以温度的显示范围在0-99.9摄氏度。

由按键设定温度报警范围，当温度高于所设定的温度范围时，启动蜂鸣器报警。

温度传感器选用DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器：
(1) 单总线接口方式:与微处理器连接时仅需要一条信号线即可实现双向通讯;
(2) 使用中无需外部器件,可以利用数据线或外部电源提供电能,供电电压范围3.
3 - 5. 5V ;
(3) 直接读出数字量,工作可靠,精度高,且通过编程可实现9～12 位分辨率读出温度数据,转换12的温度数据最大仅需要750ms ;
(4) 温度测量范围- 55 ℃～+ 125 ℃, - 10 ℃～+ 85 ℃之间测量精度可达±0.
5 ℃;
(5) 可设定非易失的报警上下限值,一旦测量温度超过此设定值,即可给出报警标志;
(6) 每片DS18B20 上有唯一的64bit 识别码,可轻松组建分布式温度测量测量网络。

三、硬件结构框图：
采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。

采用了单总线的数据传输，由于数字温度计和单片机构成的温度测量装置，直接输出温度的数字信号，也可以和计算机直接连接。

采用单片机控制，软件编程的自由度大，也通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。

该系统李毅单片机控制温度传感器进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限温度。

该系统的拓展性强，电
路简单，精确度较高，实现方便，软件设计业比较简单。

其系统框图如下：
四、软件结构框图：
系统软件程序主要包括主程序、读取温度子程序、数据转换子程序、显示数据子程序等。

其结构框图为：
MCU
STC89C52 DS18B20温度传感器 显示系统 时钟振荡电路 按键及报警系统 MCU DS18B20温度传感器 时钟及复位电路 显示系统 按键及报警系统
温度采集程序设计
多通道温度检测设计是要实现主机与不同位置的多个数字温度传感器之间的通讯。

在执行这些操作时，DS18B20 采用严格的通讯协议，以保证数据的完整性，该协议包含的信号类型有：复位脉冲、应答脉冲时隙；写“0”、写“1”时隙；读“0”、读“1”时隙。

与DS18B20 的通讯，是通过操作时隙完成单总线上的数据传输。

发送所有的命令和数据时，都是字节的低位在前，高位在后。

为了识别各个传感器，采用读ROM 命令，把每个传感器的序列号读出，并存放在单片机的内存单元内，然后发匹配ROM命令，得到传感器的准确定位后，读出相应传感器的温度。

每个芯片内部还有一个64k 的ROM, 其中存有该器件自身的序列号为器件独有的ID 号码。

DS18B20 设定的分辨率越高，温度转换时间就越长，对于温度变化缓慢的系统来说，分辨率设定大一些，可以达到很好的控制精度；但是对于温度变化较快的系统来说，如果分辨率设定得过大，则数据采集就跟不上系统温度的变化，系统有可能失控。

在本系统中分辨率采用默认的12 位。

五、硬件电路图：
1、电路原理图：
DS18B20为单总线结构，通过P3.6对温度传感器进行控制。

DS18B20 是DALLAS 半导体公司生产的线式数字温度传感器。

它将地址线、数据线和控制线合为一根双向串行传输数据的信号线，允许在这根信号线上挂接多个DS18B20。

因此，设计时为节省控制系统硬件资源，将16个DS18B20 的串行线并接在一起连接到AT89C51 单片机的P3.6口，DS18B20 的另外两根线是电源线和地线，分别与+5V 电源和地线相连。

将这16个温度传感器分别放置到不同的测量地点，便可检测到这些点的温度。

首先我们必须对DS18B20 芯片进行复位，复位就是由控制器（单片机）给DS18B20 单总线至少480 μs的低电平信号。

当DS18B20 接到此复位信号后则会在15 μs~60 μs 后回发一个芯片的存在脉冲。

六、结束语
基于数字温度传感器DS18B20温度检测与报警系统实现了多路温度检测与报警，该系统既满足了元件的时序操作要求，又能实现实时检测、显示和报警的要求，这种设计方法对于慢速系统设计具有一定的参考价值。

该系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量精度高、应用广泛、成本低等特点。