數字溫度計的設計

摘要：根據目前溫度傳感器的數字化和溫度表的發展現狀，研究和設計了一種基于51系列單片機的數字溫度計。數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字溫度傳感器DS18B20，不需要專用A／D轉換電路來實現溫度量由模擬量到數字量的變換，并可與單片機直接連接。同時，系統的顯示部分采用4住LED串行動態顯示，用74LS373的輸出信號分別作為LED的位驅動信號和段驅動信號。該數字溫度表實現了對溫度采集、處理、實時顯示，并可實現對測溫系統的溫度控制。
關鍵詞：溫度傳感器DS18B20；單片機AT89C51；LED；單線通信

隨著生產的發展和技術的進步，精度、靈敏度、穩定度等各個參數的要求越來越高，數字式開始問世，數字式溫度傳感器輸出的是數字信號，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轉換器的弊端等優點。該設計所介紹的數字溫度計與傳統的溫度計相比，具有讀數方便，測溫范圍廣，測溫準確，其輸出溫度采用數字顯示，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，不僅讀數很不方便，還容易損壞。為此在DS18B20數字溫度傳感器技術的基礎上制作了數字溫度計，數碼管直接顯示溫度，讀數方便快易，而且電路簡單、安全可靠。

1 系統方案設計
1．1 溫度測量系統的總體設計
該溫度測量系統主要通過傳感器數字采集電路對周邊環境進行溫度測量及運算處理，并將處理的數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的軟件程序對數據進行運算，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。