AVR单片机实现DS18B20温度显示

AVR单片机是Atmel公司（现已被Microchip Technology收购）推出的一种高效能、低功耗的微控制器，常见的型号如ATmega8，广泛应用于嵌入式系统设计。在这个项目中，AVR单片机被用作核心处理器，与DS18B20数字温度传感器相连接，实现温度的采集和显示。 DS18B20是一种集温度传感器、信号调理、A/D转换和串行通信功能于一体的芯片，它通过单总线（1-Wire）协议与主机通信，只需要一根数据线就能完成数据传输，极大地简化了硬件连接。该传感器具有高精度（±0.5℃）和宽测量范围（-55℃~+125℃）的特点，适用于各种环境温度监测。 在实现过程中，首先需要对AVR单片机的硬件接口进行配置，将单总线的信号线连接到AVR的某个I/O口。然后，在ICCAVR环境下编写程序，利用C语言或汇编语言实现DS18B20的通信协议。这个协议包括初始化、读写命令、温度转换和数据读取等步骤。ICCAVR是集成开发环境，支持AVR系列单片机的编程和调试，提供了代码编辑、编译、下载和仿真等功能。 在程序设计中，关键步骤如下： 1. 初始化单总线：设置I/O口为输出模式，通过拉低和恢复高电平的操作对DS18B20进行复位。 2. 发送命令：根据DS18B20的协议，发送读取温度或配置寄存器的命令。 3. 数据通信：利用单总线的特性，通过改变数据线状态进行数据的读写。 4. 温度转换：向DS18B20发送转换命令，等待一段时间（通常约750ms）后，数据线变为可读状态，可以读取温度数据。 5. 数据解析：读取的温度数据是16位二进制，需要进行解析并转换为十进制格式。 6. 显示温度：将解析后的温度值通过AVR的串行端口或其他显示设备（如LCD）显示出来。 在PROTEUS仿真软件中，可以构建硬件模型，包括AVR单片机、DS18B20以及可能的显示设备，验证程序的正确性。通过仿真，可以看到温度值是否正确地被读取和显示，从而对设计进行验证和优化。 实验报告通常会包含以下内容： 1. 引言：介绍项目背景、目的和所使用的器件。 2. 硬件设计：详述单片机与DS18B20的连接方式以及任何其他必要的外围电路。 3. 软件设计：描述程序的设计思路，包括通信协议的实现、数据处理和显示逻辑。 4. 实验步骤：列出具体的操作步骤，包括编程、仿真和实物测试。 5. 结果分析：展示仿真结果，解释数据，可能包括一些误差分析。 6. 结论：总结项目成果，指出可能的改进方向。 通过这个项目，不仅可以掌握AVR单片机的编程，还能深入了解DS18B20温度传感器的工作原理及应用，对于提升嵌入式系统的实践能力大有裨益。同时，对于理解和运用单总线通信协议也有着重要的学习价值。