论文总字数：24160字

摘 要

单片机技术已经渗入到我们的日常生活、工作、科研等各个领域，由单片机结合温度传感器DS18B20构成的数字温度计，具有结构简单、使用方便、抗干扰能力强等特点，有较好的应用前景。

本文首先简单介绍了数字温度计的发展历史、研究意义以及系统整体功能分析，接着介绍了系统的主控芯片及相应的编程环境，然后较详细地介绍了系统的硬件电路设计和软件流程设计，最后给出了系统的调试及仿真结果，并对全文进行了总结与展望。

关键词：单片机 数字温度计 DS18B20 仿真

Design and Simulation of digital thermometer

Abstract

Single chip technology has penetrated into our daily life, work, scientific research and other fields, the digital thermometer is composed of microcomputer with DS18B20 temperature sensor, which has the characteristics of simple structure, convenient operation, strong anti-interference ability and so on, and has a good application prospect.

This paper firstly introduces the whole function of digital thermometer development history, research significance and analysis of the overall function and system, then introduces the main control chip system and programming environment, and then describes in detail the design of hardware circuit and software flow design of the system, finally the debugging and simulation results of the system are given, and the text of the summary and outlook.

Key words：SCM；Digital thermometer；DS18B20；Simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1数字温度计的历史与发展 1

1.2数字温度计的研究意义 1

1.3对系统任务的分析 2

1.4实现方案 3

1.5论文的结构安排 4

第二章 主控芯片及编程环境的介绍 5

2.1主控芯片AT89C52的介绍 5

2.2编程环境的介绍 8

2.2.1硬件电路设计平台 8

2.2.2软件编程环境介绍 8

第三章 硬件电路的设计和实现 10

3.1系统硬件电路整体构成 10

3.2系统的工作原理 10

3.3温度采集模块 11

3.3.1 DS18B20综述 11

3.3.2 DS18B20内部结构 12

3.4液晶显示模块 14

3.5报警模块 16

3.5.1蜂鸣器报警 17

3.5.2光控报警 17

3.6晶振和复位模块 17

3.6.1时钟电路 17

3.6.2复位电路 18

第四章 软件程序的设计和实现 19

4.1系统主流程 19

4.2子程序模块 20

4.2.1温度采集及处理程序 20

4.2.2液晶显示程序 23

4.2.3报警程序 24

第五章 系统的调试以及仿真 26

5.1调试过程 26

5.2基本功能测试 26

5.2.1温度的显示 26

5.2.2低温报警 26

5.2.3高温报警 28

5.2.4高低温同时报警 29

第六章 总结与展望 30

参考文献 31

致 谢 33

附 录 34

第一章 绪论

1.1数字温度计的历史与发展

温度计的发展历史，要追溯到16世纪末，现代历史学的研究认为温度计之父是意大利科学家伽利略，他于1593年发明了最早的温度计，此温度计是根据大气压强的原理制成，有热胀冷缩的作用，因此很容易被外部环境所影响，给测量结果带来较大的误差。

后来经过了其他科学家和学者的反复改进，其中改进最为成功的便是法国科学家布里奥，在1659年将测温物质改为水银，利用水银的特质提升了温度计的精确度，这样的温度计可以说是现代温度计的雏形。

在此之后，荷兰人华伦海特通过研究沸水、水冰混合物、盐水和冰的混合物，最终定义了华氏温度标准，用℉表示，自此，温度计便有了计量单位。

自华氏温度计问世后过了30多年，温度计刻度标准被做了改进，改进的这个人是瑞典的摄尔修斯，成就了现代最为常用的百分温度，也就是摄氏温度，用℃表示。

现代各方面技术都处于飞速发展的阶段，对数字温度计的要求也只会逐步提高，传统温度计是满足不了现代的各种需求的，温度的测量不但要准确，还需要读取数值方便直观，有需求便有相关技术的迅速发展。水银温度计虽然一直作为各种温度测量的标准，但是因为水银的特性，它制成的温度计读数较为困难，本身又有毒性，使用起来并不方便。后来出现了以酒精、金属簧片代替水银成为测温物质的温度计，虽然克服了之前温度计有毒、过脆的缺点，但是其精度还是不够高。再后来，出现了以热电阻、热电偶为测温物质的温度计，对于精度有了较大改进，但整体而言不够稳定。最后就到了现代的集成电路时代，发展成为较为理想的数字化温度传感器。

数字化温度传感器以测量精准、操作简易、反应灵敏、受坏境影响小等优点，占据了市场上较大的比重。留意近几年温度计的发展，不难发现，温度计的发展总趋势是向着便携式、数字化控制、智能化控制方向发展。

1.2数字温度计的研究意义

温度是科学界最为基本的一个物理量，在物理、化学、生物等学科中都是作为一个重要参数。宏观概念里温度反映的是冷热的程度，另一种理解是，两个对象互相热平衡，那么它们的温度认为是相等的。温度在微观概念里反映的是大量分子运动平均强度，也就是说，温度表现越强烈，也就意味着其分子运动较为激烈。温度这两方面的表现对于人们的生产以及生活有很大的影响，就拿化学反应的工艺流程来说，一些化学反应都是在一定的温度下才能正确进行，在不正确的温度下甚至会发生危险，因此若是想要很好的控制好温度，精准的温度测量和控制就是非常必要了。

现今，数字温度计的相关应用已经是相当普遍了，但随着新技术的涌现、新需求的产生，数字温度计检测系统需要不断创新和改进。

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