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基于AT89C51单片机的温度计设计
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基于AT89C51单片机的温度计设计
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主要内容:
设计一个简易温度计;要求电路实现如下功能:
设计通过单片机和数码管、led 灯等组成,可以显示温度,并且可以显示大
于零度的温度和小于零度的温度,还可以超出限定温度时可以报警。
基本要求:
1、设计一个能显示温度的简易温度计。
2、该建议温度计可以正常显示相应环境的温度。
3、通过单片机课程设计,熟练掌握汇编语言的编程方法,将理论联系到实
践中去,提高我们的动脑和动手的能力。
4、完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试。
主要参考资料:
[1] 胡宴如主编.模拟电子技术[M] 高等教育出版社,2008-2-1
[2] 赵利主编.数字电子技术[M] 冶金工业出版社,2009-1-1
[3] 李华.单片机C语言编程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005-8-1.
[4] 张晔、王玉民等.单片机应用技术[M] .北京:高等教育出版社.2006-3
[5] 王东峰等.单片机 C 语言应用 100 例[M].电子工业出版社,2009.
完 成 期 限:12 月 11 日 - 12 月 26 日
指 导 教 师 签 名 :
课程负责人签名:
摘 要
随着时代的进步和发展﹐单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各
个领域﹐已经成为一种比较成熟的技术惇,本文详细描述了利用数字温度传感器
DS18B20 开发测温系统的过程,重点对传感器在单片机下的硬件连接,软件编
程以及各模块系统流程进行了详尽分析﹐特别是数字温度传感器 DS18B20 的数
据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍﹐该系统可以方便的实现实现温
度采集和显示﹐并可根据需要任意设定上下限报警温度﹐它使用起来相当方便
﹐具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点﹐适合于我们日常生
活和工、农业生产中的温度测量﹐也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中﹐作
II
为其他主系统的辅助扩展。DS18B20 与 AT89C51 结合实现最简温度检测系统﹐
该系统结构简单﹐抗干扰能力强﹐适合于恶劣环境下进行现场温度测量﹐有广
泛的应用前景。
本设计是一款简单实用的小型数字温度计,本次数字温度计的设计共分为六
部分﹐主控制器,LED 显示部分﹐传感器部分﹐复位部分﹐时钟电路﹐报警电
路。主控制器即单片机部分﹐用于存储程序和控制电路;LED 显示部分是指四位
共阴极数码管﹐用来显示温度﹔传感器部分﹐即温度传感器﹐用来采集温度﹐
进行温度转换﹔复位部分﹐即复位电路。测量的总过程是﹐传感器采集到外部环
境的温度﹐并进行转换后传到单片机,经过单片机处理判断后将温度传递到数码
管显示。
关 键 词:数字温度传感器;单片机
III
目录
摘 要 ........................................................................................................................................................I
1 概述........................................................................................................................................................1
1.1 设计背景 ...................................................................................................................................1
1.2 设计意义 ...................................................................................................................................1
1.3 设计目标 ...................................................................................................................................1
2 方案总体设计.........................................................................................................................................2
2.1 总体设计 ...................................................................................................................................2
2.2 方案工作原理 ...........................................................................................................................2
3 硬件设计.................................................................................................................................................3
3.1 AT89C51 芯片 ...........................................................................................................................3
3.2 时钟电路 ..................................................................................................................................3
3.3 温度传感电路 ..........................................................................................................................4
3.4 温度报警电路 ..........................................................................................................................5
3.5 显示电路 ..................................................................................................................................5
4 软件设计................................................................................................................................................6
4.1 系统流程 ..................................................................................................................................6
4.2 延时源代码 ..............................................................................................................................6
4.3 数码管显示代码 ......................................................................................................................6
4.4 DS18B20 初始化 .......................................................................................................................7
4.5 写命令函数 ..............................................................................................................................8
4.6 读取温度函数 ..........................................................................................................................8
4.7 温度数据处理函数 ..................................................................................................................8
4.8 报警提示电路函数 ..................................................................................................................9
4.9 主函数 ......................................................................................................................................9
5 系统仿真与调试 .................................................................................................................................10
5.1 Proteus ..................................................................................................................................10
5.2 软件调试 ................................................................................................................................10
5.3 硬件调试 ................................................................................................................................11
6 运行结果分析.......................................................................................................................................11
6.1 仿真图 ....................................................................................................................................11
6.2 运行结果 ................................................................................................................................11
6.3 运行分析 ................................................................................................................................12
总结..........................................................................................................................................................13
参考文献..................................................................................................................................................14
1
1 概述
1.1 设计背景
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现﹐能够独立工作
的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感
元件。热敏电阻的成本低﹐但需后续信号处理电路﹐而且可靠性相对较差﹐测温
准确度低﹐检测系统也有一定的误差。这里设计的数字温度计具有读数方便﹐测
温范围广,测温精确﹐数字显示﹐适用范围宽等特点。本设计选用 AT89C51 型单
片机作为主控制器件﹐DS18B20 作为测温传感器,通过 LCD1602 实现温度显示。
通过 DS18B20 直接读取被测温度值﹐进行数据转换﹐该器件的物理化学性能稳
定﹐线性度较好﹐在 0℃~100°C 最大线性偏差小于 0.01℃。该器件可直接向单
片机传输数字信号﹐便于单片机处理及控制。另外﹐该温度计还能直接采用测温
器件测量温度﹐从而简化数据传输与处理过程。
1.2 设计意义
1、掌握单片机电路的设计原理、组装与调试方法;
2、掌握 LED 数码显示电路的设计和使用方法;
3、掌握 DS18B20 温度传感器的工作原理与使用方法。
1.3 设计目标
由于本设计主要用于温度的测量,因此在设计上尽量使其安全以及简单易操
作。其次,在这次设计可行性上进行分析如下:
1、经济可行性:所谓经济可行性,即在这次设计上需要投入资金的多少,由
于课程设计是提高我们的动手能力以及资金有限。因此在经济.上必须能够承受,
比较理想化的对于我们课程设计来说是不可行的。通过分析后,无论是在器件价
格或是常见度.上均是可行的。
2、技术可行性:技术可行性主要是分析技术条件上是否能够顺利开展并完成
课程设计的主要问题,硬件、软件能否满足设计者的需要等。通过分析各种软件
环境,硬件仿真环境等均已经具备。
综上所述,本系统设计目标已经明确,在经济与技术上均可行,因此本系统
的开发是完全可行的。
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