基于AT89C52的数字温度计设计与仿真设计.doc

第一章 绪论 1.1 研究背景 随着科技的发展，温度测量技术在工业生产、科研实验、环境监控等多个领域中起着至关重要的作用。精确、实时的温度监测对于确保设备正常运行、保障生产安全及提高工作效率具有重要意义。传统的模拟温度计存在精度低、读数困难、易受环境干扰等问题，而基于微处理器的数字温度计则能克服这些缺点，提供更加稳定、可靠的测量结果。本文将探讨基于AT89C52单片机的数字温度计设计，利用现代微电子技术和智能传感器技术，实现高精度的温度采集、显示及报警功能。 1.2 本课题的研究内容 本研究主要围绕以下几个方面展开： 1. 系统硬件设计：以AT89C52单片机为核心，构建包括温度传感器DS18B20、显示模块（LED）、以及报警装置在内的硬件系统。AT89C52是一款高性能、低功耗的8位微控制器，具备丰富的I/O端口，适合用于此类嵌入式系统。 2. 温度传感器DS18B20的应用：DS18B20是一种数字温度传感器，可直接输出数字温度值，无需额外的模数转换器。它具有高精度、宽测量范围、一线总线通信等特点，大大简化了系统的硬件设计。 3. 软件设计：采用Keil C51编译器编写程序，实现温度数据的采集、处理、显示和报警功能。程序设计包括温度数据的读取、转换、比较以及与LED的接口控制等。 4. 系统仿真与实现：通过软件仿真验证设计方案的正确性，并在实际硬件平台上进行测试，确保系统的稳定性和可靠性。 第二章 系统硬件设计 2.1 AT89C52单片机介绍 AT89C52是Microchip公司生产的8051系列兼容单片机，具有4K字节的Flash存储器、128字节RAM、32个可编程I/O口、两个16位定时/计数器等资源，适用于各种控制系统。 2.2 数字温度传感器DS18B20 DS18B20采用独特的单线通信协议，可以简化连接，降低系统复杂性。其工作电压范围广，精度可达±0.5℃，并且能直接测量-55℃至+125℃的温度。 2.3 显示模块 LED显示屏用于实时显示当前温度，便于观察。设计中需考虑驱动电路及显示格式，确保数据清晰易读。 2.4 报警系统 当温度超过预设阈值时，报警系统应启动，通过声音和灯光提示用户。设计中需考虑报警阈值设定、报警触发逻辑以及报警方式。 第三章 软件设计与实现 3.1 Keil C51编程环境 Keil C51是专门针对8051系列单片机的集成开发环境，支持C语言编程，提供了丰富的库函数和调试工具。 3.2 程序流程 程序主要包括初始化、温度读取、数据处理、显示更新和报警判断等模块。初始化设置单片机的时钟、I/O口及DS18B20的工作模式；周期性读取温度数据，进行异常判断，更新显示并触发报警。 第四章 系统仿真与测试 4.1 软件仿真 在Keil C51环境下进行程序仿真，检查程序逻辑是否正确，温度读取和报警功能是否正常。 4.2 硬件测试 将设计好的硬件电路连接到单片机，进行实际操作测试，验证系统在不同温度条件下的性能和稳定性。 第五章 结论 基于AT89C52的数字温度计设计实现了精确、实时的温度监测，结合DS18B20传感器和LED显示，提高了测量的准确性。同时，通过有效的软件设计，实现了温度越限时的声光报警，确保了使用环境的安全。本设计为实际应用提供了可靠的技术方案，具有较高的实用价值。 关键词：温度监测；单片机；数字温度传感器；Keil C51；系统设计；仿真测试