基于51单片机的温度测量系统

摘? 要：单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用, 温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。本文主要讨论了一种简单的温度测量系统。系统使用DS18B20作为温度测量传感器，以AT89C2051单片机为核心来构成整个系统。该系统具有温度测量和简单报警功能，可以满足初级工业应用的要求。本文详细描述了该温度测量系统的系统设计方案、硬件电路设计和软件设计，并利用keil仿真软件对所开发的C语言程序进行了验证。在文章的最后一章讨论了系统的扩展和改进意见，为系统的进一步开发奠定了基础。 [关键字]：单片机, AT89C2051, C语言, 温度测量，DS18B20? 前言 当今社会，温度测量系统被广泛的应用于社会生产、生活的各个领域。?在工业、环境检测、医疗、家庭等多方面均有应用。同时单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。目前温度测量系统种类繁多，功能参差不齐。有简单的应用于家庭的如电饭煲、太阳能热水器等。也有用于航天级火箭、卫星发射高精度温度测量系统。有简单的测量本地温度的有线温度测量系统，也有远程的无线温度测量系统。有单点的温度测量系统，也有多点的温度测量系统。现在最新的研究主流是将多个无线温度测量系统组成无线传感器网络，以增强温度测量的测量范围和精度。 在本设计中重点讨论了一种相对比较简单的温度测量系统。设计基于atmel公司的AT89C2051的温度测量系统。这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路,?该电路非常简单,?易于实现,?并且适用于几乎所有类型的单片机。设计还具有一定的可扩展功能，经过扩展可以实现多点采集和更复杂的功能。 数据显示电路实现方案 1.2.3.1 方案一：采用软件译码直接输出 采用软件直接译码输出可以尽量减少外围器件，降低成本。但采用此方案占用单片机引脚很多，AT89C2051本身引脚资源并不丰富，如果仅仅显示模块就占用了如此之多的引脚会对整个系统的设计带来很大的麻烦。采用此方案另外一个弊病是送显将占用单片机主要的工作时间，必然将降低系统测量温度的频率，这会导致系统整体性能大大降低。 1.2.3.2 方案二：采用BCD译码器输出 采用BCD译码器输出可以适当减少引脚的占用，同时可以简化软件的编写难度。但采用BCD译码器减少的引脚占用有限，软件编写时也仅仅省略了一个译码程序而已。同时采用BCD译码器并没有降低送显占用的单片机工作时间，对系统性能改善极其有限。 1.2.3.2 方案三：采用串行输入LED驱动集成电路输出 采用此方案可以极大的节约单片机引脚，仅用4个引脚就可以驱动多位LED数码管。串行输入LED驱动集成电路集成度高，可以通过简单改造既可适应不同LED数码管对驱动电流的要求且电流输出稳定。尤其在输出功率比较大的时候，LED驱动集成电路表现更加可靠，适合工业级大功率数码管。部分集成LED驱动集成电路还带有多种其他功能，方便系统的扩展性开发。采用此方案可以将单片机从繁忙的送显任务中解脱出来，提高测量温度的频率，增加测量值的可靠性和实时性，提高整个系统的性能。但采用LED驱动器的价格会比采用前2种方案略高，这对降低成本不是很有利。 1.2.3.4 方案四：集成LCD模块输出 集成LCD模块显示功能强大，不但可以显示数字而且可以显示汉字。通过其自带的字库可以在LCD屏幕上显示多种信息。集成LCD模块分为串行输入和并行输入2大类，可以根据情况选择。LCD模块开发简便，可扩展性好。但LCD模块价格十分昂贵，且其显示字体不是很清晰，在某些工业级应用场合会给使用者带来极大的不便。