【单片机课程设计 - 数字温度计】
在当今时代，单片机技术已经广泛应用于日常生活、工作和科研领域，成为了一种成熟的技术。本文主要介绍了一种基于单片机控制的数字温度计，该温度计具备多功能特性，能够设置温度的上下限报警功能，当温度超出设定范围时，会自动报警。核心元件包括AT89S51单片机和DS18B20温度传感器。
**1. 设计要求**
设计的数字温度计需满足以下标准：
- 测量范围：-50℃至110℃
- 精度要求：误差小于0.5℃
- 显示方式：LED数码管直读
**2. 扩展功能**
- 实现语音报数功能
- 可任意设定温度上下限报警
**3. 技术方案**
- **方案一**：使用热敏电阻等感温元件，通过A/D转换后由单片机处理数据并显示。但此方案涉及复杂的感温电路。
- **方案二**：采用DS18B20温度传感器，直接读取被测温度，简化电路和软件设计。最终选择了方案二。
**4. 总体设计方案**
- **主控制器**：AT89S51单片机，低电压供电，小巧，仅需两个端口即可满足系统需求，适用于手持设备设计。
- **显示电路**：3位共阳LED数码管，通过P3口的RXD和TXD串行输出段码进行温度显示。
- **温度传感器**：DS18B20温度传感器，具有单线接口、多点组网、无需外部器件、宽电压范围、低功耗等优点，可直接读取9-12位数字温度值，支持用户定义报警设置。
**5. DS18B20特性**
- 内部结构包括64位ROM、温度报警触发器、高速暂存RAM和非易失性EERAM。
- 64位ROM中的前8位是产品类型，接着是48位唯一的序列号，最后8位是CRC校验码。
- 温度报警触发器TH和TL允许用户设置报警上下限。
- 高速暂存RAM包含温度信息、TH和TL的拷贝以及配置寄存器，用于设置转换分辨率和工作模式。
**6. 工作原理**
DS18B20的工作依赖于单线接口，通过这个接口，单片机可以与多个DS18B20进行通信，读取温度值，并根据设置的报警限值进行报警。其内部配置寄存器允许用户自定义温度转换的精度，从而满足不同应用的需求。
基于AT89S51和DS18B20的数字温度计设计，结合了硬件和软件的优势，实现了高精度、易于读取的温度测量，并具备扩展功能，满足了现代生活和科研对温度监测的多样化需求。
