1、1 温度控制系统 摘要本设计基于数字温度传感器 DSl8B20 与单片机 AT89S51 结合实现最简温度检测和控 制系统。 该系统结构简单， 抗干扰能力强， 适合于恶劣环境下进行现场温度测量， 且体积小， 携带方便，适用广，测量范围大。 关键词单片机 温度检测 温度控制 1 序言 单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机， 它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点 1。它 的应用必定导致传统的控制检测技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应 用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 温度测量与控制是日常生活和工农业控制中最常碰到的问题之一，
2、在保证产 品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用，可以说它与人们的日常生 活是息息相关的，因此，温度的准确测量和控制具有很大的现实意义。而在传统 的温度测量系统中，往往采用模拟的温度传感器进行设计，必须经过 A/D 转换后 才可以被微处理器识别和处理。 这样的设计方法不仅对前端模拟信号处理电路提 出了更高的要求，而且不具有数字通信和网络功能。 本设计基于单片机计的温度测量控制系统，是由美国 Dallas 半导体公司推 出的数字温度传感器 DSl8B20 与 AT89S51 结合实现的，该系统结构简单，抗干扰 能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量。该系统显著的优点就是电路结构 简单可
3、靠，总的体积很小，可以随身携带，随时随地使用，测量范围比较大。 2 方案论证 2.1 方案比较 本设计有2种方案考虑选择： 方案一： 采用热敏电阻，可满足 40 摄氏度至 90 摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、 重复性、可靠性较差，对于检测 1 摄氏度的信号是不适用的。而且在温度测量系 统中,采用单片温度传感器，比如 AD590、LM35 等。但这些芯片输出的都是模拟 2 信号， 必须经过 A/D 转换后才能送给单片机， 这样就使得测温装置的结构较复杂。 方案二： 在测温系统中，传统的测温方法是将模拟信号采样进行 AD 转换，而为了获 得较高的测温精度，就必须解决放大电路零点漂移等造成的误差补
4、偿问题。美国 DALLAS 半导体公司推出的一款智能温度传感器 DS18B20，与传统的测温元件相 比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现 912 位 的数字值读数方式。 可以在93.75750us 内完成912位的数字量， 并且从DS18B20 读出的信息或写入 DS18B20 的信息仅需要一根线读写； 温度变换功率来源于数据 总线，总线本身也可以向所挂接的 DS18B20 供电，而无须额外电源。因而使用 DS18B20 可以使系统结构更趋简单，可靠性更高。它在测温精度、转换时间、传 输距离、分辨率等方面都给用户的使用带来了方便，效果也更令人满意。 本论文采用方案二进
5、行设计。 2.2 主要器件简介 2.2.1 AT89S51的引脚说明 现在市场上的单片机种类繁多，但是由于本次设计实现的功能相对较简单， 处理的数据相对较少，所以本设计选用通用型 mcs-51 系列 8 位单片机来实现， 且选用Atmel公司生产地AT89S51单片机， 选用AT89S51单片机的主要理由如下： -ISP 线编程功能,这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要 把芯片从工作环境中剥离.是一个强大易用的功能。 - 最高工作频率为33MHz,大家都知道89C51的极限工作频率是24M,就是说 S51 具有更高工作频率,从而具有了更快的计算速度。 - 具有双工 UART 串行通
6、道。 - 内部集成看门狗计时器,不再需要像 89C51 那样外接看门狗计时器单元 电路。 - 双数据指示器。 - 电源关闭标识。 - 全新的加密算法,这使得对于 89S51 的解密变为不可能,程序的保密性大 大加强,这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。 - 兼容性方面:向下完全兼容 51 全部字系列产品.比如 8051,89C51 等等早 期 MCS-51 兼容产品。 3 AT89S51单片机芯片有40条引脚,其引脚示意图及功能分类 3如图2.3所示 图 1 AT89S51 芯片 主要引脚功能如下： VCC:供电电压。 GND:接地。 P0 口:P0 口是一个三态双向口。 P1 口:P1 口是 8 位准双向 I/O 口,内部提供上拉电阻。 P2 口:P2 口也是准双向口,具有高 8 位地址总线输出和通用 I/O 接口两种功 能,内部提供上拉电阻。 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LSTTL 门电流。 表 1 P3 口的引脚功能表 P3.0 RXD（串行输入口） P3.4 T0（计时
