[实用新型]一种数字温度计

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器和电子技术领域，涉及数字测量技术，特别是一种数字温度计。 

背景技术

温度是工农业生产和人们日常生活中经常要测量的一个物理量，但多数温度传感器的输出都是一个变化的模拟电压量，不能与计算机采集系统直接接口，需要先进行转换才能输入计算机比较麻烦。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种数字温度计，该数字温度计可以直接把温度转变为相应的数字量，同时具有体积小、可靠性高、抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。 

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案： 

一种数字温度计，其特征在于，至少包括有单片机，在单片机上分别连接有数码管显示器、晶振电路、复位电路、温度传感器、按键模块和报警模块。 

本实用新型的其他一些特点是： 

所述的温度传感器选择数字温度传感器DS18B20。 

所述的单片机选择AT89C51单片机。 

本实用新型的数字温度计，以AT89C51单片机作为控制核心，利用单片机1控制温度传感器进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。当温度超过设置温度范围内时，报警模块进行报警提示。具有非常强的扩展性，它可以在设计中加入时钟芯片以获取时间数据，在数据处理同时显示时间，并且可以对某些时间点的温度数据进行存储， 利用键盘来进行调时和温度查询，获得的数据可以通过串口与计算机进行串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。 

附图说明

图1为本实用新型的数字温度计硬件框图。 

图2为DS18B20的工作模式图，其中图（a）为寄生电源工作方式，图（b）为外接电源工作方式。 

图3为主程序流程图。 

图4为读温度值流程图。 

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。 

具体实施方式

如图1所示，本实施例给出一种数字温度计的硬件结构框图，包括单片机1、数码管显示器2、晶振电路3、复位电路4、温度传感器5、按键模块6和报警模块7，数码管显示器2、晶振电路3、复位电路4、温度传感器5、按键6和报警装置7都连接在单片机1上。 

本实施例中，单片机1选择AT89C51单片机，温度传感器5选择数字温度传感器DS18B20。 

数字温度传感器DS18B20是DALLAS公司生产的一线制单总线器件。其特点有： 

（1）在一根数据线实现数据的双向传输； 

（2）温度测量范围为-55℃~+125℃； 

（3）数字温度计的分辨率用户可以从9位到 12位选择； 

（4）测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量串行输出； 

（5）其工作电源即可在远程引入，也可采用寄生电源方式产生； 

（6）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 诸多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。 

上述特点使得数字温度传感器DS18B20非常适用于远距离多点温度检测。而且现场温度直接以“单总线”的数字方式传输，提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量。 

当测温现场无法提供直流电源时，DS18B20可采用寄生电源供电方式。数字温度传感器DS18B20硬件接口虽然简单，但是以相对复杂的接口编程为代价的。 

数字温度传感器DS18B20与AT89C51单片机的接口协议是通过严格的时序来实现的，DS18B20数据的写入与读出都是由主机读写特定的时间寄存器来完成的。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、显示数据刷新子程序等。 

数字温度传感器DS18B20有两种工作模式，与AT89C51单片机的接口电路如图2所示，包括寄生电源工作方式（图2a）和外接电源工作方式（图2b）。 

AT89C51单片机的主程序流程图和读出温度子程序流程图分别如图3、图4所示。 

数字温度计的使用过程是，通过温度传感器5感应环境温度，将所测信号传递给AT89C51单片机1，然后由AT89C51单片机1编入程序进行控制、转换，再把转换后的温度数据通过数码管显示器2进行显示，当温度超过设定的报警温度范围时，报警装置7自动进行报警，利用按键6可对所需温度范围进行设置。在AT89C51单片机1中加入时钟芯片获取时间数据，在数据处理同时显示时间，将某些时间点的温度数据进行存储，便于对特定时间温度的查询。