在一些溫控系統電路中，廣泛采用的是通過熱電偶、熱電阻或PN結測溫電路經過相應的信號調理電路，轉換成A／D轉換器能接收的模擬量，再經過采樣／保持電路進行A／D轉換，最終送入單片機及其相應的外圍電路，完成監控。但是由于傳統的信號調理電路實現復雜、易受干擾、不易控制且精度不高。本文介紹單片機結合DS18B20水溫控制系統設計，因此，本系統用一種新型的可編程溫度傳感器（DS18B20），不需復雜的信號調理電路和A／D轉換電路能直接與單片機完成數據采集和處理，實現方便、精度高，可根據不同需要用于各種場合。
目錄
一．引言...
二．設計目的...
三．系統功能...
四．系統設備...
五．溫度控制總體方案與原理...
1．系統模塊圖...
2．系統模塊總關系圖...
六．溫度轉換核心及其算法...
1.溫度傳感器DS18B20原理與特性...
DSl8B20的管腳及特點...
DS18B20的內部結構...
DS18B20的內存結構...
DS18B20的測溫功能...
DSl820工作過程中的協議...
溫度傳感器與單片機通訊時序...
2.溫度轉換算法及分析...
七．硬件設計說明...
1．系統總體電路圖...
2．各個模塊電路圖...
輸入系統...
輸出系統...
芯片系統...
八．軟件設計說明...
1．總模塊的流程圖...
2．各個模塊的流程圖...
讀取溫度DS18B20模塊的流程...
鍵盤掃描處理流程...
九．操作指引...
按鍵功能...
顯示溫度...
設定溫度...
十．參考文獻...
程序源代碼...
二．設計目的
設計并制作一個水溫自動控制系統，控制對象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內由人工設定，并能在環境溫度降低時實現自動控制，以保持設定的溫度基本不變。
利用單片機AT89S52實現水溫的智能控制，使水溫能夠在40-90 度之間實現控制溫度調節。利用儀器讀出水溫，并在此基礎上將水溫調節到我們通過鍵盤輸入的溫度（其方式是加熱或降溫），而且能夠將溫度顯示在我們的七段發光二極管板上。
三．系統功能
1. 可以對溫度進行自由設定，到那時必須在0－100攝氏度單位內，設定時可以適時的顯示說設定的溫度值，溫度是可以自由設置的，傳感器的檢測值與設定的溫度比較，可以顯示在七段發光二極管上。
2. 溫度由1臺1000w電爐來實現，如果溫度不在40－90度之間，則在LED上顯示“8888”,表示錯誤。
3. 能夠保持不間斷顯示水溫，顯示位數4位，分別為百位，個位，十位，和小數位。（但由于規定不超過90度，所以百位也就沒有實現，默認的百位是不顯示的）
四．系統設備
ME300B 最小系統板
DS18B20 數字溫度傳感器（集成了A/D轉換功能）
1000W 電爐
溫度計
繼電器
風扇
盛水器皿
溫度轉換核心及其算法 1.溫度傳感器DS18B20原理與特性本系統采用了DS18B20單總線可編程溫度傳感器,來實現對溫度的采集和轉換，大大簡化了電路的復雜度，以及算法的要求。首先先來介紹一下DS18B20這塊傳感器的特性及其功能: DSl8B20的管腳及特點 DS18B20可編程溫度傳感器有3個管腳。(如圖：1) GND為接地線，DQ為數據輸入輸出接口，通過一個較弱的上拉電阻與單片機相連。VDD為電源接口，既可由數據線提供電源，又可由外部提供電源，范圍3．O～5．5 V。本文使用外部電源供電。主要特點有： 1. 用戶可自設定報警上下限溫度值。 2. 不需要外部組件，能測量－55～+125℃ 范圍內的溫度。 3. －10℃ ~ +85℃ 范圍內的測溫準確度為±0．5℃ 。 4. 通過編程可實現9～l2位的數字讀數方式，可在至多750 ms內將溫度轉換成12 位的數字，測溫分辨率可達0．0625℃ 。 5. 獨特的單總線接口方式，與微處理器連接時僅需要一條線即可實現與微處理器雙向通訊。 DS18B20的內部結構 DS18B20內部功能模塊如圖2所示，主要由4部分組成：64位光刻R0M（圖3）、溫度傳感器、非易失性的溫度報警觸發器TH和TL、配置寄存器。R0M 中的64位序列號是出廠前被光刻好的，他可以看作是該DSISB20的地址序列碼，每個DSI8B20的64位序列號均不相同。高低溫報警觸發器TH 和TL，配置寄存器均由一個字節的E2PROM組成，使用一個存儲器功能命令可對 TH，TL或配置寄存器寫入。配置寄存器中R1，R0決定溫度轉換的精度位數：R1R0＝’00’,9位精度，*轉換時間為93.75 ms；R1R0 = ‘01’,10位精度，*轉換時間為187.5 ms；R1R0 = ‘10’,11位精度，*轉換時間為375 ms；R1R0 =’11’,12位精度，*轉換時間為750 ms；未編程時默認為12位精度。本系統采用的也是12位的精度。 DS18B20的內存結構 DSI8B20溫度傳感器的內部存儲器包括一個高速暫存RAM （便箋式的內部存儲器）和一個非易失性的可電擦除的EEPROM，后者存放高溫和低溫觸發器TH，TL和結構寄存器。便箋存儲器包含了9個連續字節（0～8），前兩個字節是測得的溫度信息（圖4），字節0的內容是溫度的低8位，字節1是溫度的高8位，字節2是TH（溫度上限報警），字節3是TL（溫度下限報警），字節4是配置寄存器（圖5），用于確定輸出分辨率9到12位。第5、6、7個字節是預留寄存器，用于內部計算。字節8是冗余檢驗字節，校驗前面所有8個字節的CRC碼，可用來保證通信正確。 DS18B20的測溫功能當DSI8B20接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的0，1字
