代码收藏家 基于单片机单总线8路温度采集设计
**基于单片机单总线8路温度采集设计
文章目录
一 概要 二、功能设计 设计思路 三、 软件设计 原理图 五、 程序 六、 文章目录
一 概要
基于单片机单总线8路温度采集设计是一个结合了硬件与软件的综合性项目，旨在实现对八路温度信号的实时采集、处理与显示。以下是该设计的概要，包括主要组成部分、工作原理、设计特点及应用领域。
一、主要组成部分
单片机：作为系统的核心控制器，负责协调整个系统的运行。常用的单片机型号如STC89C52或AT89C51，这些单片机应具备足够的IO端口、处理速度和内存空间，以满足八路温度采集的需求。
温度传感器：选用适合的单总线温度传感器，如DS18B20。这些传感器能够将温度信号转换为电信号，并通过单总线与单片机进行通信。DS18B20具有高精度（通常为±0.5°C）、数字输出、单总线接口（只需一个引脚即可完成数据和电源的传输）等特点，非常适合用于此类温度采集系统。
模数转换器（ADC）：虽然DS18B20直接输出数字信号，但在某些情况下，如果采用其他类型的温度传感器，可能需要模数转换器将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
显示模块：用于实时显示采集到的温度数据。可以选择LED显示屏或液晶显示屏等模块，根据实际需求进行选择和配置。
单总线通信接口：设计适当的电路接口，实现单片机与温度传感器之间的单总线通信。这包括数据线的连接、电源供电以及必要的保护电路等。
二、工作原理
初始化：在系统启动时，对单片机进行初始化设置，包括IO端口配置、定时器设置等。同时，初始化单总线通信接口，确保与温度传感器的正常通信。
温度采集：通过单总线协议与温度传感器进行通信，依次读取八路温度传感器的数据。DS18B20支持在单一总线上同时连接多个传感器，且每个传感器都有一个唯一的64位ROM代码，用于在总线上标识和寻址传感器。
数据处理：对采集到的温度数据进行处理和分析，提取出有用的信息。处理程序可以根据实际需求进行定制，如计算平均值、最大值、最小值等。
显示：将处理后的温度数据通过显示模块进行实时显示。显示程序需要确保显示的清晰度和实时性，方便用户观察和记录。
三、设计特点
简化硬件连接：采用单总线技术，减少了硬件连接的数量和复杂度，降低了系统成本。
实时性高：通过单片机的高速处理能力和单总线的快速通信速度，实现了对八路温度信号的实时采集和显示。
灵活性好：系统可以根据实际需求进行扩展和定制，适应不同规模和场景的温度采集需求。
高精度：DS18B20等温度传感器具有较高的温度测量精度，能够满足大多数应用场景的需求。
四、应用领域
该设计可广泛应用于需要实时监测温度的场景，如工业自动化、农业温室控制、环境监测、智能控制等领域。通过实时采集和监控温度数据，这些系统能够为各种实际应用提供有力的数据支持，提高生产效率和产品质量，降低能耗和成本。
综上所述，基于单片机单总线8路温度采集设计是一个功能强大、稳定可靠的数据采集系统，能够满足不同应用场景的需求，为实际应用提供有力的支持。
二、功能设计
阐述一种新型单总线数字温度传感器DS18B20，以及利用单总线数字输出特点和微机、89C51单片机构成的分布式测温系统，并介绍了该系统软、硬件设计。
[关键词] 单总线 温度传感器 分布式 单片机
单总线它采用单根信号线既传输时钟又传输数据，而且数据传输是双向的它具有节省I/O 口线资源结构简单成本低廉便于总线扩展和维护等诸多优点。本系统中所有的DS18B20都接在单片机的P1.1口上。用一个液晶屏显示，从单片机P3口接上8个开关，与右边的DS18B20编号对应。当没有开关按下时屏幕显示”which NO you want press which key”,要想看那一点处的温度就按下几号键（点击key右边的小红点，按一下弹下，再按一下弹起）。只能有一个按键按下，当有多个按键下时，屏幕上显示“please press one key only !”.
本来只是想搞一下温度传感器显示一个温度，做这个的时候看了很多资料都讲了数字温度传感器DS18B20单总线特点及好处。觉得很有意思想自己完成一个DS18B20单总线多点式测温系统。在做这个的时候，遇到的最大的麻烦就是ROM的匹配，论坛上基本上找不到相关程序，在网页上也没找到。只好自己摸索，最终完成了。下面的附件里有简单的介绍。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：创新电子设计
