根据提供的文件信息，本文将详细解析“8051Proteus仿真c源码DS18B20温度传感器实验”这一主题所涉及的关键知识点。
### 一、8051微控制器简介
8051是一种广泛使用的8位微控制器架构，由Intel公司在1980年推出。其主要特点包括：单片机集成度高，包含CPU、RAM、ROM（或Flash）、I/O口、定时器/计数器等；指令系统简单高效；易于编程与开发。随着技术的发展，8051内核经过多次改进，出现了多种增强型8051微控制器，如Atmel公司的AT89系列、STC系列等。这些增强型8051不仅保留了原有8051的优点，还增加了更多功能，比如更高的运行速度、更多的存储空间、更丰富的外设接口等。
### 二、Proteus仿真软件介绍
Proteus是一款高级通用电路仿真软件，同时也是优秀的PCB设计软件。它由Labcenter Electronics公司研发，在业界享有很高的声誉。Proteus最大的特点是支持模拟电路、数字电路及微处理器系统的混合仿真，并且可以进行交互式的电路仿真。在本实验中，Proteus主要用于8051微控制器的硬件设计和电路仿真，帮助开发者在实际制作硬件之前对电路的功能进行验证和调试。
### 三、DS18B20温度传感器简介
DS18B20是由Dallas Semiconductor公司生产的一款高性能数字温度传感器。该传感器具有以下特点：
1. **单线通信**：DS18B20通过一个数据线就可以完成温度测量结果的读取，大大简化了硬件连接。
2. **高精度**：温度测量范围通常为-55℃到+125℃，精度可达到±0.5℃。
3. **非易失性存储**：每个DS18B20内部都有64位唯一的序列号，即使断电也不会丢失，便于识别多个DS18B20。
4. **功耗低**：适合电池供电或其他低功耗应用场合。
### 四、8051微控制器与DS18B20的接口设计
#### 1. 单线通信协议
DS18B20采用单线通信协议，只需要一条数据线（通常称为DQ）就能实现数据交换。为了正确读取温度值，8051微控制器需要遵循DS18B20的通信协议。具体步骤包括复位总线、发送命令、读取状态寄存器等。
#### 2. 温度读取过程
(1) **复位总线**：首先需要对单线进行复位操作，即拉低总线并维持一段时间后释放。
(2) **发送命令**：之后向DS18B20发送特定的命令，比如启动温度转换的命令（0x44），读取温度值的命令（0xBE）等。
(3) **读取温度**：等待一段时间后（通常为750ms），可以通过单线读取温度值。温度值以16位二进制形式存储，最高位为符号位，表示正负温度，其余位代表温度值。
### 五、实验设计与仿真
#### 1. 硬件设计
在Proteus中创建8051微控制器和DS18B20的连接图。通常情况下，除了单线DQ外，还需要为DS18B20提供电源和地线。
#### 2. 软件编程
使用C语言编写8051微控制器的程序代码。程序主要包括初始化DS18B20、执行温度转换、读取温度值等功能模块。需要注意的是，由于DS18B20支持多设备共用单线，因此程序中还需包含搜索设备的逻辑。
#### 3. 仿真测试
在Proteus中运行仿真，观察电路的行为是否符合预期。如果发现问题，可以根据仿真结果调整硬件连接或修改程序代码。
### 六、总结
通过本实验的学习，我们可以了解到8051微控制器与DS18B20温度传感器的工作原理以及如何利用Proteus软件进行硬件设计与仿真的基本方法。这对于电子工程专业的学生来说是非常宝贵的经验积累。此外，该实验也展示了如何利用软件工具提高开发效率，减少硬件故障排查的时间，从而加快产品开发周期。
