基于AVR单片机的温度测量系统

　　1 引言

　　传统温度测量系统中，一般选用模拟式温度传感器。常用的模拟式温度传感器，其中一个共同特点是输出为模拟量，因此在测量电路中必须经过A/D转换才能成为计算机所能处理的数字量。数字式温度传感器将非电模拟量转换到数字信号这一处理过程的多个环节集成在单芯片上，实现了在测量点将温度值数字化，有效解决了传统温度传感器外围电路复杂，抗干扰能力差的弊病，降低了对系统的要求。

　　该系统以Atmel公司的ATmega8L单片机为控制中心，温度测量使用DS18B20单总线数字温度传感器，采用1602字符型液晶显示器作为温度值的显示输出。编程使用CodeVision AVR C Compiler编译器，该编译软件自带了使用器件库函数文件，省去了编写器件驱动程序的步骤，为程序的编写带来了极大的方便。

　　2硬件设计

　　图1给出系统电路图。ATmega8L单片机的PB0口线连接DS18B20;PD口连接1602 LCD。DS18B20采用源端连接方式，LCD采用4位总线模式。其中，液晶显示模块的连接方式取决于编程软件Code Vision AVR C Compiler的code wizard avr自动程序生成器的设置。采用这种方法，可直接调用库函数实现对液晶显示器的操作。

　　2.1 ATmega 8L单片机

　　Atmel公司的EEPROM电可擦除技术、闪速存储器技术是最引人瞩目的高质量和高可靠性生产技术。在CMOS器件生产领域，Atmel的设计水平、生产工艺及封装技术一直处于世界领先地位。这些技术使单片机也具有优秀的品质，在结构、性能等方面具有明显优势。

　　ATmega8L单片机的特点是：8 KB的系统内可编程Flash，512字节EEPROM，1 KB SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，3个具有比较模式的灵活的定时器/计数器，片内/外中断，可编程串行USART，面向字节的两线串行接口，10位6路A/D转换器，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及5种可以通过软件进行选择的省电模式。

　　2.2 DS18B20数字温度传感器

　　1-Wire是Dallas公司的一项专有技术，与目前多数标准串行数据通信方式，如SPI/I2C/MICROWIRE不同，它采用单根信号线，既传输时钟，又传输数据，而且数据传输是双向的，因此具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。

　　DS18B20的测量温度范围是-55～+125℃。该温度传感器的输出温度数据可与摄氏度校准，使用查找表或转换规则就可计算温度值。在温度寄存器中温度数据存储格式为一个16位符号扩展的两个单元，温度寄存器格式如图2所示。符号位S表示温度的正负。S=0时为正;S=1时为负。当DS18B20的配置为12位分辨率时(测量精度是0.062 5℃)，温度寄存器的所有位数据都是有效的;当DS181320的配置为11位分辨率时(测量精度是0.125℃)，bit0未定义;当DS181320的配置为10位分辨率时(测量精度是0.25℃)，bit0和bit1未定义的;当DS181320的配置为9位分辨率时(测量精度是..5℃)，bit0～bit2未定义。