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【摘要】本文设计了一种基于AT89C51的温度检测及报警系统，该系统可以方便的实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，使用起来相当方便。
【关键词】单片机;温度传感器;AT89C51;DS18B20;报警信号
溫度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生活中的更加广泛的应用，利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温准确、其输出温度采用数字显示等优点，主要用于对温度比较准确的场所，或科研实验室使用。该设计控制器使用单片机AT89C51，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以串口显示数据，实现温度显示。
1.数字温度计的发展历史
最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564～1642)发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移动，根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。温度计有热胀冷缩的作用所以这种温度计，受外界大气压强等环境因素的影响较大，所以测量误差大。
后来伽利略的学生和其他科学家，在这个基础上反复改进，如把玻璃管倒过来，把液体放在管内，把玻璃管封闭等。比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计，他把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计。在华氏温度计出现的同时，法国人列缪尔(1683～1757)也设计制造了一种列氏温度计。华氏温度计制成后又经过30多年，瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点定为0度，把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来，就成了现在的百分温度，即摄氏温度，用℃表示。华氏温度与摄氏温度的关系为 ℉＝9/5℃+32，或℃＝5／9(℉-32)。现在英、美国家多用华氏温度，德国多用列氏温度，而世界科技界和工农业生产中，以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度。
2.整体功能说明
以51单片机为主控制器，以数字式温度传感器DS18B20为传感元件，以LED数码管作为显示器件实时显示测量温度（十进制数）。数字式温度计测温范围在－55～125℃，误差在±0.5℃以内。温度测量间隔时间选择1 s 。
通过键盘扩展，实现温度上下限值的设定及温度报警功能。对温度采样值实现数字滤波。通过硬件或软件方法实现时间显示。
3.硬件功能模块组成
温度计的控制器使用单片机AT89C2051，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳LED数码管以动态扫描法实现温度显示。
主控制器: 单片机AT89C2051具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要。
显示电路：显示电路采用4位共阳LED数码管，从P1口输出段码，列扫描用P3.0～P3.3口来实现，列驱动用9012三极管。
4.软件功能组成模块
系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序和显示数据刷新子程序等。
主程序：主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量温度值。温度测量每1 s 进行一次。
读出温度子程序：主要功能是读出RAM中的9字节。在读出时须进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。
温度转换命令子程序：主要是发温度转换开始命令。
计算温度子程序：将RAM中读取值进行BCD码的转换运行，并进行温度值正负的判定。
显示数据刷新子程序：主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高数据显示位为0时，将符号显示位移入下一位。
该系统设计和布线简单，结构紧凑，抗干扰能力强，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
５.结束语
数字温度计采用进口高精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器，内置高能量电池连续工作≥5年无需敷设供电电缆，是一种精度高、稳定性好、适用性极强的新型现场温度显示仪。是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品，广泛应用于各类工矿企业，大专院校，科研院所。■
【参考文献】
［１］李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）.杭州：北京航空航天大学出版社，1998.
［２］李广弟.单片机基础[Ｍ].北京：北京航空航天大学出版社，1994.
［３］阎石.数字电子技术基础（第三版）. 北京：高等教育出版社，1989.
［４］廖常初.现场总线概述[J].电工技术，1999.
【关键词】单片机;温度传感器;AT89C51;DS18B20;报警信号
溫度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生活中的更加广泛的应用，利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温准确、其输出温度采用数字显示等优点，主要用于对温度比较准确的场所，或科研实验室使用。该设计控制器使用单片机AT89C51，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以串口显示数据，实现温度显示。
1.数字温度计的发展历史
最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564～1642)发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移动，根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。温度计有热胀冷缩的作用所以这种温度计，受外界大气压强等环境因素的影响较大，所以测量误差大。
后来伽利略的学生和其他科学家，在这个基础上反复改进，如把玻璃管倒过来，把液体放在管内，把玻璃管封闭等。比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计，他把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计。在华氏温度计出现的同时，法国人列缪尔(1683～1757)也设计制造了一种列氏温度计。华氏温度计制成后又经过30多年，瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点定为0度，把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来，就成了现在的百分温度，即摄氏温度，用℃表示。华氏温度与摄氏温度的关系为 ℉＝9/5℃+32，或℃＝5／9(℉-32)。现在英、美国家多用华氏温度，德国多用列氏温度，而世界科技界和工农业生产中，以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度。
2.整体功能说明
以51单片机为主控制器，以数字式温度传感器DS18B20为传感元件，以LED数码管作为显示器件实时显示测量温度（十进制数）。数字式温度计测温范围在－55～125℃，误差在±0.5℃以内。温度测量间隔时间选择1 s 。
通过键盘扩展，实现温度上下限值的设定及温度报警功能。对温度采样值实现数字滤波。通过硬件或软件方法实现时间显示。
3.硬件功能模块组成
温度计的控制器使用单片机AT89C2051，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳LED数码管以动态扫描法实现温度显示。
主控制器: 单片机AT89C2051具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要。
显示电路：显示电路采用4位共阳LED数码管，从P1口输出段码，列扫描用P3.0～P3.3口来实现，列驱动用9012三极管。
4.软件功能组成模块
系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序和显示数据刷新子程序等。
主程序：主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量温度值。温度测量每1 s 进行一次。
读出温度子程序：主要功能是读出RAM中的9字节。在读出时须进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。
温度转换命令子程序：主要是发温度转换开始命令。
计算温度子程序：将RAM中读取值进行BCD码的转换运行，并进行温度值正负的判定。
显示数据刷新子程序：主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高数据显示位为0时，将符号显示位移入下一位。
该系统设计和布线简单，结构紧凑，抗干扰能力强，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
５.结束语
数字温度计采用进口高精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器，内置高能量电池连续工作≥5年无需敷设供电电缆，是一种精度高、稳定性好、适用性极强的新型现场温度显示仪。是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品，广泛应用于各类工矿企业，大专院校，科研院所。■
【参考文献】
［１］李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）.杭州：北京航空航天大学出版社，1998.
［２］李广弟.单片机基础[Ｍ].北京：北京航空航天大学出版社，1994.
［３］阎石.数字电子技术基础（第三版）. 北京：高等教育出版社，1989.
［４］廖常初.现场总线概述[J].电工技术，1999.