基于AT89S52的多路温度检测设备的设计
摘要：温度检测是日常生活中最基本的环境参数。本文利用AT89S52单片机和DS18B20数字温度传感器直接相连进行温度检测，免除了传统的温度检测设备必须经过A/D转换环节才能与CPU通信的繁琐环节，具备设计简洁、成本低廉、转换功率高等优点。
关键词：AT89S52；DS18B20；温度检测
中图分类号：TP 393.11文献标识码：A
1 引言
温度是一种最基本的环境参数，日常生活和工农业生产中经常要检测温度，对其进行适时准确的测量具有重要的意义。传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出模拟信号，必须经过A/D转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，使得硬件电路结构复杂，制作成本较高。本文利用单片机直接对数字温度传感器的控制，具有控温精度高、功能强、体积小、价格低，简单灵活等优点，并很好的满足了工艺要求。
2 基本原理介绍
温度检测设备是以AT89S52单片机和DS18B20数字温度传感器为主。单片机为控制核心，数字温度传感器负责温度的采集。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM， 32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
DS18B20是DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号(提供9位二进制数字)给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。它具有3引脚TO一92小体积封装形式，温度测量范围为一55℃ ～+125℃ ，可编程为9位一12位A／D转换精度，测温分辨率可达0．0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
3 硬件设计
系统的硬件结构如图1所示，以AT89S52单片机为核心，由温度传感器DS18B20，电源电路,键盘和LCD显示电路组成。下面就来具体的介绍一下硬件电路和功能。
图1 系统硬件框图
3.1 单片机控制电路
它以AT89S52单片机为核心，4路DS18B20数字温度传感器负责温度的采集。其电路图如图2所示。
图2 单片机控制电路
3.2 显示电路
采用LCD1602液晶显示模块显示温度值，其电路图如图3所示。1602液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，它可以显示两行，每行16个字符，采用单+5V电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比。
图3 液晶显示电路
3.3 电源电路
电源电路主要使用的是由交流220V，50 Hz的市电转换成直流电，该部分电路由降压、整流、滤波、稳压4部分组成，稳压集成芯片采用7805。
4 软件设计
软件流程如图5所示。程序初始化之后，首先显示菜单，启动温度转换，读DS18B20数据，数据校验完成后，判断数据是否正确，若不正确继续读数据，正确则显示。同时可用开关按键，选择需要读取的温度路数。
图5 软件流程图
5 结语
本文论述了一种基于AT89S52单片机的简洁的多路温度传感器的设计，该设计抛弃了传统的温度检测设备，在温度传感器后端接入A/D转换器，再接入CPU 的模式。采用DS18B20数字温度传感器，直接将数字信号传送到CPU中，并读取显示。多路温度采集系统运行可靠，操作简单，精度高，响应速度快，满足了多方面需求，具有广阔的前景。
参考文献
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