目录摘要 (4)一．设计的目的............................................... ..4二．设计要求.. (4)三．总体设计方案....................... .................... (4)3．1设计思路........................................ . (4)3．2总体设计框图................................. . (4)四.系统硬件电路的设计..................................... . (5)4.1 AT89C52的简介 (5)4.2复位电路的设计 (9)4.3晶振电路的设计 (9)4.4温度采集电路中DS18B20的简介与用法.............. ..104.5温度传感器与单片机的连接 (12)4.6温度显示电路......................................... ..13五．系统程序的设计 (13)六．仿真分析 (15)七. 设计总结................................................ .. 16 8．参考文献. (17)附录 (18)数字温度计摘要：此电路是用AT89C52单片机器件，并利用DS18B20温度传感器和4位共阳极LED数码管动态扫描来完成温度显示。

电路特点有体积小,灵敏度和精度高,很适应很多对精度要求较高的场合,完成对设备及场地的温度控制,能有效的提高工作人员对环境的变化的反应速度。

关键词：AT89C52；DS18B20；LED；温度控制等。

一.设计的目的系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。

培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案；二.设计要求1、基本范围-50℃-110℃2、精度误差小于0.5℃3、LED数码直读显示扩展功能：1、可以任意设定温度的上下限报警功能；2、实现语音报数三.数字温度计的总体设计方案3．1设计思路：（总电路图见附录）温度只要在所设定的上下温度界限内，就会在显示设备中精确的显示出来，如果温度超过了所设定的温度界限，就发出报警声。

能够及时向温度监控人员发出温度超限信息。

便于温控人员及时的调整与控制。

另外此温度控制器操作简单，体积小，灵敏度高，精度高。

3．2总体设计方框图：图3.1 设计方框图方框图（图3.1）所示为数字温度控制器的单体设计方框图。

其工作原理为：当该电路上电工作以后，首先刷新显示（LED），然后，温度传感器采集温度送单片机检查温度的高低，由单片机送出信号经过驱动电路送往显示电路或报警电路。

四.系统硬件电路的设计4.1 AT89C52的简介对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。

所以，我们选用51系列单片机AT89C52。

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可编程的Flash只读程序存储器，兼容标准8051指令系统及引脚，并集成了Flash 程序存储器，既可在线编程(ISP)，也可用传统方法进行编程，因此，低价位AT89C52单片机可应用于许多高性价比的场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。

单片机AT89C52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。

A T89C52的主要特性如下：▲与MCS-51 兼容；▲4K字节可编程闪烁存储器；▲寿命：1000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根可编程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。

1、AT89C52引脚图芯片AT89C52的引脚排列和逻辑符号如图4.1 所示。

图 4.1 AT89C52单片机引脚图2、AT89C52引脚功能介绍单片机芯片AT89C52为40引脚双列直插式封装。

其各个引脚功能[5]介绍如下：(1) VCC：供电电压；(2) GND：接地；(3) P0口P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚写”1”时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部电位必须被拉高。

(4) P1口P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入”1”后，电位被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

(5) P2口P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写”1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址”1”时，它利用内部上拉的优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

(6) P3口P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入”1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)，也是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，同时P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

其具体功能如表3.1所示。

表3.1 P3口的特殊功能端口定义符号表示功能描述P3.0 RXD 串行输入口P3.1 TXD 串行输出口P3.2 INT0 外部中断0P3.3 INT1 外部中断1P3.4 T0 定时器0外部输入P3.5 T1 定时器1外部输入外部数据存储器写P3.6 WR选通P3.7 RD 外部数据存储器读选通(7) RST：复位输入端。

当振荡器复位时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

(8) 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指令时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。

(9) PSEN外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取址期间，每个机器周期PSEN两次有效。

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。

(10) EA/VPP当EA保持低电平时，访问外部ROM；注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，访问内部ROM。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。

(11) XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

(12) XTAL2：来自反向振荡器的输出。

4.2复位电路的设计单片机复位电路的设计如图4.2所示。

该复位电路采用手动复位与上电复位相结合的方式。

当按下按键时，VCC通过R2电阻给复位输入端口一个高电平，实现复位功能，即手动复位。

上电复位就是VCC通过电阻R2和电容C构成回路，该回路是一个对电容C充电和放电的电路，所以复位端口得到一个周期性变化的电压值，并且有一定时间的电压值高于CPU复位电压，实现上电复位功能。

图4.2复位电路图4.3晶振电路的设计单片机晶振电路的设计如图4.3所示。

XTAL1（X1）为反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2(X2)是来自反向振荡器的输出。

按照理论上AT89C52使用的是12MHz的晶振。

图4.3晶振电路图4.4温度采集电路中DS18B20的简介与用法。

由于传统的热敏电阻等测温元件测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部元件支持，且硬件电路复杂，制作成本相对较高。

这里采用DALLAS公司的数字温度传感器DS18B20作为测温元件。

DALLAS 最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的”一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。

DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持”一线总线”接口的温度传感器。

温度测量范围为-55～+125 摄氏度，可编程为9位～12 位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中，掉电后依然保存。

被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3 根或2 根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。

DS18B20 的性能特点如下：▲独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条总线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；▲DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温；▲DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；▲适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；▲测温范围-55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；▲零待机功耗；▲可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；▲在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快；▲用户可定义报警设置；▲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；▲测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力；▲负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作以上特点使DS18B20非常适用与多点、远距离温度检测系统。