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wzjs 2025/7/28 5:30:12

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摘要

本文设计了一种基于STC89C52单片机的DS1621温度检测系统，通过DS1621传感器采集温度数据，利用STC89C52单片机处理数据，并通过串口将温度信息发送至电脑显示。借助Proteus软件进行仿真验证，实现了温度检测系统的功能演示。该系统具有成本低、精度高、稳定性强等特点，适用于环境温度监测、工业控制等领域。

一、引言

温度检测在工业生产、智能家居、环境监测等场景中具有重要意义。传统温度检测系统需兼顾精度、成本与实时性，单片机作为核心控制单元，能高效处理传感器数据。DS1621是一款集成度高的温度传感器，支持数字信号输出，与STC89C52单片机结合，可构建简洁可靠的温度检测系统。本文基于Proteus平台完成系统仿真，验证设计可行性。

二、系统硬件设计

2.1 主控单元：STC89C52单片机

STC89C52是宏晶科技推出的8位单片机，内置8KB Flash、512B RAM，具备3个16位定时器/计数器，支持UART串口通信。其高性能、低功耗特性，满足温度检测系统的控制需求。系统中，单片机负责读取DS1621温度数据，处理后通过串口发送至电脑。

2.2 温度采集模块：DS1621传感器

DS1621是DALLAS公司生产的数字温度传感器，具备以下优势：

1. 测量范围：-55℃～+125℃，精度可达±0.5℃；

2. 支持I²C通信协议，简化硬件连接；

3. 内置温度转换电路，直接输出数字量。

其引脚功能：

1. SCL：时钟线，与单片机I²C时钟引脚连接；

2. SDA：数据线，传输温度数据；

3. TOUT：温度超限报警输出（本设计未启用）。

2.3 串口通信模块

系统通过STC89C52的UART模块实现数据传输。利用MAX232芯片完成TTL电平与RS-232电平转换（Proteus仿真中简化为虚拟终端），将单片机处理后的温度数据发送至电脑。硬件连接时，单片机的TXD引脚连接至虚拟终端的RXD，实现串口通信。

2.4 硬件电路连接

在Proteus中，电路连接如下：

1. DS1621的SCL、SDA分别连接至STC89C52的P3.5、P3.4引脚，构建I²C通信链路；

2. 单片机的P3.1（TXD）连接虚拟终端RXD，实现串口数据输出；

3. 电源与复位电路确保单片机正常工作，晶振电路采用11.0592MHz晶振，满足串口波特率精度需求。

三、系统软件设计

3.1 软件总体流程

系统软件流程：

1. 初始化：配置I²C总线、串口波特率（9600bps）；

2. 温度采集：通过I²C协议读取DS1621温度数据；

3. 数据处理：将二进制温度数据转换为十进制，添加单位标识；

4. 串口发送：通过UART将温度信息发送至电脑。

3.2 I²C通信程序设计

DS1621基于I²C协议通信，需编写起始信号、停止信号、数据发送/接收函数。示例代码：

void SendStop()
{SDA = 0;SCL = 1;_nop_();SDA = 1;I2C_Busy = 0;
}void SendByte(uchar wd)
{uchar i;a = wd;for(i=0;i<8;i++){SCL = 0;_nop_();_nop_();SDA = MSB;a <<= 1;_nop_();_nop_();SCL = 1;_nop_();_nop_();SCL = 0;}SDA = 1;SCL = 1;_nop_();_nop_();if(!SDA){SCL = 0;_nop_();_nop_();}else{NO_Ack = 1;SCL = 0;_nop_();_nop_();}
}

3.3 温度读取与处理

DS1621温度数据存储格式：12位有效数据，前8位为整数部分，后4位为小数部分。转换代码：

void SendTemperatureToSerialPort(uchar val)
{if(val>200){val = 255-val;SendCharToSerialPort('-');if(!point)val+=1;}SendCharToSerialPort(Array[(val/10)/10]);SendCharToSerialPort(Array[(val/10)%10]);SendCharToSerialPort(Array[val%10]);SendCharToSerialPort('.');if(point)SendCharToSerialPort('5');elseSendCharToSerialPort('0');SendCharToSerialPort(' ');SendCharToSerialPort('C');SendCharToSerialPort('\r');	
}

3.4 串口发送程序

初始化串口：

void InitialiseSerialPort()
{TMOD = 0x20;TH1  = 0xfd;SCON = 0x50;TR1  = 1;
}

四、Proteus仿真实现

4.1 仿真步骤

1. 在Proteus中搭建电路：放置STC89C52、DS1621、虚拟终端，连接对应引脚；

2. 编写Keil工程代码，编译生成.hex文件；

3. 将.hex文件载入STC89C52仿真模型；

4. 运行仿真，观察虚拟终端输出。

4.2 仿真结果分析

仿真运行后，虚拟终端持续显示温度数据（如“033.5℃”），表明系统正常工作。DS1621采集温度，经单片机处理后通过串口发送，验证了设计的正确性。若温度异常，可通过修改DS1621配置寄存器，设置报警阈值，扩展系统功能。

五、结论

本文设计的基于STC89C52的DS1621温度检测系统，通过硬件电路与软件程序协同，实现了温度采集、处理与串口传输功能。Proteus仿真验证了系统可行性，该设计具备模块化清晰、扩展性强的特点，可进一步集成显示模块、报警模块，应用于更复杂的温度监测场景。未来可优化代码效率，提升系统实时性，满足工业级应用需求。

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http://www.dtcms.com/wzjs/122392.html