05-51_单总线DS18B20测温_仿真

基于51单片机的单总线DS18B20温度测量系统（Proteus仿真）

Proteus仿真 · 单总线通信 · LCD1602显示

一、项目简介

本项目是一个基于Proteus仿真的51单片机温度测量系统，使用DS18B20数字温度传感器采集温度，并通过LCD1602液晶屏实时显示。整个系统在Proteus中搭建电路并运行仿真，无需实际硬件即可验证程序功能。

Proteus仿真环境提供了虚拟示波器、逻辑分析仪等调试工具，方便观察单总线时序。DS18B20在Proteus中可设置温度值，便于测试不同温度场景下的程序响应。本项目适合学习和验证DS18B20单总线通信协议，以及51单片机驱动开发。

项目属性	说明
主控平台	STC89C52（Proteus仿真）
开发语言	C语言
开发环境	Keil C51 / Keil MDK
仿真工具	Proteus（部分项目）

图1-1 系统整体效果图

二、系统总体架构

本系统以单片机为核心，外围连接传感器、显示模块、按键模块和执行机构。系统总体架构如下：单片机通过相应接口与各外设通信，采集传感器数据后进行处理，结果输出至显示模块，同时根据逻辑控制执行机构动作。

图2-1 系统总体架构框图

模块	功能描述
主控模块	系统核心，负责数据采集、逻辑处理和输出控制
传感器模块	采集环境参数（温度/光照/按键输入等）
显示模块	LCD1602/OLED实时显示数据和状态
按键模块	用户输入，参数调整和模式切换
执行机构	蜂鸣器/LED/电机等，执行报警和驱动动作

三、硬件设计

3.1 核心器件选型

器件	型号	说明
主控芯片	AT89C52	Proteus虚拟元件
温度传感器	DS18B20	Proteus虚拟元件，可设定温度
液晶显示屏	LM016L	Proteus LCD1602模型
晶振电路	12MHz	Proteus虚拟晶振

图3-1 核心器件实物图

3.2 引脚分配

单片机各引脚分配如下表所示，在设计时需注意引脚复用和电平匹配问题：

引脚	连接	功能描述
P1.0	DQ	DS18B20单总线
P2.5~P2.7	LCD_RS/RW/EN	LCD控制
P0	LCD_D0~D7	LCD数据

图3-2 引脚分配电路原理图

四、软件设计

4.1 软件流程

系统初始化LCD后进入主循环。每次循环：发送复位脉冲→跳过ROM(0xCC)→启动温度转换(0x44)→等待750ms→再次复位→跳过ROM→读取暂存器(0xBE)→读取2字节温度数据→处理为十进制→LCD显示。

图4-1 主程序流程图

4.2 模块划分

源文件	模块名称	功能描述
ds18b20.c	DS18B20驱动	复位、写命令、读数据、温度处理
lcd1602.c	LCD驱动	字符显示
main.c	主程序	温度采集与显示

4.3 关键代码

以下代码均从项目工程源文件中直接提取，完整展示了各模块的核心实现：

📄 main.c

📄 DS18B20.c

📄 LCD1602.c

📄 Delay.c

五、项目文件结构

项目工程的目录结构如下，展示了源代码文件的组织方式：

六、功能演示

系统功能演示步骤如下：

1. 在Proteus中加载HEX文件并运行仿真

2. 调整DS18B20元件的温度设定值

3. LCD1602实时显示对应温度值

4. 可用虚拟示波器观察P1.0单总线时序波形

图6-1 功能演示照片/截图

图6-2 运行状态特写

七、总结

本项目通过Proteus仿真验证了DS18B20温度测量系统的功能。仿真环境省去了硬件搭建的繁琐，适合学习和调试阶段使用。程序经验证后可直接烧录到实物开发板上运行。

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