2024年4月25日发(作者：嬴雪冰)
基于单片机的智能温度测量系统设计
摘 要
传统检测温度的方法是用模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转
换，再交给单片机处理。这种方法经过众多器件，易受干扰、不易控制且精度不
高。本文介绍了一种基于单片机的智能温度测量系统，系统主要通过对单总线可
编程温度传感器DS18B20的特性及其工作原理进行了分析、研究，显示模块由两
位一体的共阳数码管和两个9012组成。并以AT89C51单片机为开发平台，通过
相应的软、硬件设计开发出具有实用价值的智能温度测量系统。该测温系统能取
得并显示8点的温度数据，可直接应用在一些需要测量温度的场合。
本设计的多点温度测量系统由单片机、温度传感器、显示电路、报警电路、
通信模块共5个模块组成。本文对以上五个部分的软硬件设计作了详细的阐述，
介绍了核心芯片的选型，外围电路的连接，芯片与芯片之间的连接电路，程序设
计方法和相应的软件程序。本系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下
进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
关键词 ：单片机，温度传感器，共阳数码管
Abstract
Traditional testing temperature method is to use simulated
temperature sensor. Signal by sampling, amplification, then delivered by
frequency-field SCM processing. This method after numerous device, easy
interference, not easy to control and the precision is not high. This paper
introduces a kind of intelligent temperature measurement based on
single-chip microcomputer system, mainly through single bus programmable
temperature sensor DS18B20 characteristic and work principle are studied
and the display module consists of two one of Yang digital tubes and two
9012 composition. And with AT89C51 for development platform, and through
the corresponding software and hardware design develop practical
intelligent temperature measuring system. The temperature measuring
system can obtain and display the 8 o 'clock temperature data, which can
be directly applied in some requires measuring temperature occasion.
This design of multi-point temperature measuring system by single-chip
microcomputer, temperature sensors, display circuit, alarm circuit,
communication module totally 5 module. In this paper, the design of the
software and hardware above five parts for detail, introduces the core
chip periphery, circuit connection, chip and cmos circuit connection
between, program design method and the corresponding software programs.
This system structure is simple, strong anti-jamming capability, suitable
for a harsh environment temperature measurement on the site, have broad
application prospect.
Keywords: single-chip microcomputer, temperature sensor, Total Yang
digital tube
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业
生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温
度的测量方法和装置具有重要的意义。
温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制有十分重要的意义。随着
现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控
制温度:如大气及空调房中温度的高低,直接影响着人们的身体健康;在大规模集
成电路生产线上,环境温度不适当,会严重影响产品的质量。
测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全
保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。
那么传统的温度测量装置一般都是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经
过相应的信号调理电路，转换成A/D转换器能接受的模拟量，再经过采样、保持
电路进行A/D转换，最终送入单片机及其相应的外围电路来完成监控的。以这种
方式的话，当单片机进行多点温度测量时，所用模拟温度传感器增多，单片机的
转换与处理任务很重，对系统的可靠性要求会很苛刻，是系统变得复杂。因此设
计一种基于Atmel公司的AT89C51的温度测量系统，利用美国Dallas半导体公
司推出的一种智能数字温度传感器DS18B20来实现温度的精确测量，以RT1602C
为字符液晶显示器显示被测温度，具有实用价值。具有可靠性高、线路简单、测
量精度高、功能便于扩展等优点。
1.2 国内发展现状
我国对于温室控制技术的研究较晚，始于20世纪80年度。我国工程技术
人员在吸收发达国家温室控制技术的基础上，才掌握了人工气候室内微机控制技
术，该技术仅限于温度、湿度和CO2浓度等单项环境因子的控制。我国温室设施
计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段
过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义
上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温室现状还远
温室装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享
和可靠性差等缺点。
1.3国外发展状况
国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式
的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式
控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现状世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着
全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰，以先进的鲜花技术著称于世，
其玻璃温室全部由计算机操作。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术
可以观测50千米以外温室内的光、温、湿、气和水等环境状况，进行遥控。
1.4 系统整体目标
要求单片机系统应具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点。
2024年4月25日发(作者：嬴雪冰)
基于单片机的智能温度测量系统设计
摘 要
传统检测温度的方法是用模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转
换，再交给单片机处理。这种方法经过众多器件，易受干扰、不易控制且精度不
高。本文介绍了一种基于单片机的智能温度测量系统，系统主要通过对单总线可
编程温度传感器DS18B20的特性及其工作原理进行了分析、研究，显示模块由两
位一体的共阳数码管和两个9012组成。并以AT89C51单片机为开发平台，通过
相应的软、硬件设计开发出具有实用价值的智能温度测量系统。该测温系统能取
得并显示8点的温度数据，可直接应用在一些需要测量温度的场合。
本设计的多点温度测量系统由单片机、温度传感器、显示电路、报警电路、
通信模块共5个模块组成。本文对以上五个部分的软硬件设计作了详细的阐述，
介绍了核心芯片的选型，外围电路的连接，芯片与芯片之间的连接电路，程序设
计方法和相应的软件程序。本系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下
进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
关键词 ：单片机，温度传感器，共阳数码管
Abstract
Traditional testing temperature method is to use simulated
temperature sensor. Signal by sampling, amplification, then delivered by
frequency-field SCM processing. This method after numerous device, easy
interference, not easy to control and the precision is not high. This paper
introduces a kind of intelligent temperature measurement based on
single-chip microcomputer system, mainly through single bus programmable
temperature sensor DS18B20 characteristic and work principle are studied
and the display module consists of two one of Yang digital tubes and two
9012 composition. And with AT89C51 for development platform, and through
the corresponding software and hardware design develop practical
intelligent temperature measuring system. The temperature measuring
system can obtain and display the 8 o 'clock temperature data, which can
be directly applied in some requires measuring temperature occasion.
This design of multi-point temperature measuring system by single-chip
microcomputer, temperature sensors, display circuit, alarm circuit,
communication module totally 5 module. In this paper, the design of the
software and hardware above five parts for detail, introduces the core
chip periphery, circuit connection, chip and cmos circuit connection
between, program design method and the corresponding software programs.
This system structure is simple, strong anti-jamming capability, suitable
for a harsh environment temperature measurement on the site, have broad
application prospect.
Keywords: single-chip microcomputer, temperature sensor, Total Yang
digital tube
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业
生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温
度的测量方法和装置具有重要的意义。
温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制有十分重要的意义。随着
现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控
制温度:如大气及空调房中温度的高低,直接影响着人们的身体健康;在大规模集
成电路生产线上,环境温度不适当,会严重影响产品的质量。
测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全
保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。
那么传统的温度测量装置一般都是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经
过相应的信号调理电路，转换成A/D转换器能接受的模拟量，再经过采样、保持
电路进行A/D转换，最终送入单片机及其相应的外围电路来完成监控的。以这种
方式的话，当单片机进行多点温度测量时，所用模拟温度传感器增多，单片机的
转换与处理任务很重，对系统的可靠性要求会很苛刻，是系统变得复杂。因此设
计一种基于Atmel公司的AT89C51的温度测量系统，利用美国Dallas半导体公
司推出的一种智能数字温度传感器DS18B20来实现温度的精确测量，以RT1602C
为字符液晶显示器显示被测温度，具有实用价值。具有可靠性高、线路简单、测
量精度高、功能便于扩展等优点。
1.2 国内发展现状
我国对于温室控制技术的研究较晚，始于20世纪80年度。我国工程技术
人员在吸收发达国家温室控制技术的基础上，才掌握了人工气候室内微机控制技
术，该技术仅限于温度、湿度和CO2浓度等单项环境因子的控制。我国温室设施
计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段
过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义
上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温室现状还远
温室装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享
和可靠性差等缺点。
1.3国外发展状况
国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式
的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式
控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现状世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着
全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰，以先进的鲜花技术著称于世，
其玻璃温室全部由计算机操作。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术
可以观测50千米以外温室内的光、温、湿、气和水等环境状况，进行遥控。
1.4 系统整体目标
要求单片机系统应具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点。