傳統的溫度檢測大多以熱敏電阻為傳感器，但是熱敏電阻可靠性差，測量溫度準確度低（需校準），線性度差。熱敏電阻上的模擬電壓信號還需要經過 ADC 轉換成數字信號才能被單片機處理。另外模擬信號在傳輸過程中容易受到干擾，不適合某些工業現場使用。

數字溫度傳感器與傳統的熱敏電阻有所不同的是，把溫度傳感器集成在芯片中，同時它可以直接將被測溫度轉化成串行數字信號，抗干擾能力強，測溫精度高（芯片出廠前已經經過校準，使用時無需再進行校準）。因傳感器輸出的是數字信號，使硬件設計更簡潔，能有效地降低成本，調試也更方便，這也就縮短了開發的周期。

現設計一種高精度的數字溫度計，采用杭州晶華微電子有限公司研制的高精度數字溫度傳感器芯片 SD5820A。再加一個單片機讀取數字溫度傳感器的溫度數據，并用數碼管顯示。實驗表明，該數字溫度計測溫范圍達-55℃ ~ +125℃，顯示分辨率為 0.1℃，-10℃～+85℃時誤差在±0.5℃之內，-55℃～+125℃時誤差在±0.8℃之內。測溫精度高，讀數方便，可廣泛在工業現場應用和普通家庭應用。

整個系統由數字溫度傳感器、單片機、顯示、按鍵和電源這幾個部分組成。電路原理圖如下圖2所示。

數字溫度傳感器

選用的數字溫度傳感器SD5820A 是杭州晶華微電子有限公司研制的芯片。采用TO-92封裝形式，具有體積小，使用方便等特點。為了能測量液體溫度，把SD5820A 芯片裝入不銹鋼保護管中密封，具有耐磨耐碰、防水等功能。SD5820A 在與單片機連接時僅需要一根I／O口線即可實現雙向通信，占用單片機的端口較少，可節省大量的引線和邏輯電路。被測溫度用符號擴展的12 位數字量方式串行輸出，可測溫范圍：-55～+125℃，測溫分辨率可達0.0625℃，-10℃～+85℃時測溫誤差在±0.5℃之內，-55℃～+125℃時測溫誤差在±0.8℃之內。

數字溫度傳感器SD5820A 的工作電源在遠端引入，SD5820A 的DIO 引腳與單片機的I／O引腳連接，進行雙方通信，采用4.7kΩ 的電阻上拉。由于SD5820A 單線通信功能是分時完成的，系統對它的各項操作必須嚴格按協議進行。操作協議參考SD5820A 單總線數字溫度傳感器規格書。

單片機

采用的單片機型號為SD8301，也是杭州晶華微電子有限公司研制的。具有16k Bytes OTP空間，256 Bytes SRAM，17 個可編程I／O 口，2 個16 位的定時／計數器，內置2M 的RC振蕩器。該單片機也可以采用普通的51 單片機或PIC 單片機替代。

顯示、按鍵和電源

采用5 位數碼管顯示，保留1 位小數，輸出方式采用動態掃描形式，選擇單片機的5個I／O 口作為數碼管的位線和8 個I／O 口作為數碼管的段線。

通過S0 按鍵來切換攝氏度和華氏度顯示。

采用外接電源方式供電（5～12V 不需加限流電阻，大于12V 時加個470R/3W 的限流電阻），通過HT7533 降壓為3.3 V 給系統各模塊供電。

軟件設計

單片機程序流程參考下圖3所示。

圖3 程序流程圖

應用框圖

圖2 電路原理圖