一种多用智能温度测量仪的设计与实现

摘要：设计实现了一种多用智能温度测量仪。采用传感器为DALLAS公司的单总线数字式温度传感器DS18B20及单片机为8051，通过单片机对传感器采集到的数字信号进行计算处理，实现温度的测量、温度数值的数字显示及高温报警等功能。提供了完整的硬件电路图和软件流程图，并详细介绍了软件设计要点及创新点。经实物测试实验，该测量仪既能测量环境温度，又可测量人体温度，具备使用方便、响应快、结果显示直观的特点。
关键词：温度测量仪；DS18B20；80C51

温度是科学技术中最基本的物理量之一，在工业生产中，温度常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一，在医学领域中，体温也是我们最为关注的医学参数。随着现代科技的发展，温度测量在各个领域应用越来越广泛，同时温度测量技术也被人们所异常关注。多功能温度测量仪就是一个典型的例子，运用单片机技术，向数字化，智能化方向发展。在此介绍一种多功能温度测量仪，既可以测量环境温度、又能测量人体温度，达到快响应、数字显示温度值，并且具有高温报警的目的。

1 硬件电路设计
1．1 温度传感器
采用DALLAS公司的温度传感器DS18B20作为温度采集器件，DS18B20的内部结构主要由64位ROM、温度灵敏元件、内部存储器和配置寄存器4部分组成，如图1所示。

(1)64位ROM。它的内容是64位序列号，它可以被看作是该DS18B20的地址序列码，其作用是使每个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
(2)温度灵敏元件。它完成对温度的测量，测量后的结果存储在2个8 b的温度寄存器中。
(3)内部存储器。内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL以及配置寄存器。
DS18B20具有以下特点：
(1)独特的单线接口方式，与单片机连接时仅需要一条口线；
(2)测温范围为-55～+125℃，在-10～+85℃范围内精度为±O．5℃；
(3)通过编程可实现9～12位的数字读数方式；
(4)用户可自设定非易失性的报警上下限值；
(5)外围电路简单，使用时不需要外围元件，可用数据总线供电，电压范围为3．0～5．5 V无需备用电源；
(6)DS18B20有TO-92、SOIC及CSP封装，本测量仪选用DS18B20的外形及引脚排列如图2所示，其中VDD为外接供电电源输入端，GND为公共地，DQ为数字信号输出端。

基于以上特点，采用DS18B2使得硬件消耗更少，系统设计更灵活、方便，价格更便宜，体积更小。