数字温度计的设计 基于protues的仿真和AT89C52及18B20的硬件实现

"数字温度计的设计 基于 protues 的仿真和 AT89C52 及 18B20 的硬件实现" 在单片机电路设计中，温度传感器大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，因而可以采用一只温度传感器 DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 在单片机系统中，数字温度计是非常重要的一部分，它可以实时监控温度变化，满足各种工业控制和自动化系统的需求。基于 Protues 的仿真和 AT89C52 及 18B20 的硬件实现，可以满足不同应用场景的需求。 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。 单片机也被称为微控制器（Microcontroller），由芯片内仅有 CPU 的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。 单片机用于控制有利于实现系统控制的最小化和单片化，简化一些专用接口电路，如编程计数器、锁相环（PLL）、模拟开关、A/D 和 D/A 变换器、电压比较器等组成的专用控制处理功能的单板式微系统。 单片机是所有微处理机中性价比最高的一种，随着种类的不断全面，功能不断完善，其应用领域也迅速扩大。单片机在智能仪表、实时控制、机电一体化、办公机械、家用电器等方面都有相当的应用领域。 当前，8 位单片机主要用于工业控制，如温度、压力、流量、计量和机械加工的测量和控制场合；高效能的 16 位单片机（如 MCS-96、MK-68200）可用在更复杂的计算机网络。 可以说，微机测控技术的应用已渗透到国民经济的各个部门，微机测控技术的应用是产品提高档次和推陈出新的有效途径。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有： 1．低功耗 CMOS 化随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了 CMOS（互补金属氧化物半导体工艺）。CMOS 虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而 CHMOS 则具备了高速和低功耗的 2 特点，更适合于在要求低功耗像电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 2．微型单片化常规的单片机普遍都是将中央处理器（CPU）、随机存取数据存储（RAM）、只读程序存储器（ROM）、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如 A/D 转换器、PMW（脉宽调制电路）、WDT（看门狗）、有些单片机将 LCD（液晶）驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。 3．主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以 MCS-51 为核心的单片机占主流。以 8031 为核心的单片机占据了半壁江山，在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。 在数字温度计的设计中，温度传感器 DS18B20 是非常重要的一部分，它可以直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。温度传感器 DS18B20 的内部结构主要由 4 部分组成：64 位 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。DS18B20 的管脚排列如图所示， 在设计中，我们采用了 Protues 软件对温度计电路进行仿真，使用 AT89C52 单片机作为控制器，温度传感器采用 DS18B20，用 3 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。总体设计方框图如图所示，控制器采用单片机 STC89C52，温度传感器采用 DS18B20，用 3 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。