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C51单片机数字温度计汇编程序及说明书
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2009-12-26
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C51单片机数字温度计源程序与论文数模拟转换基于直接用DS18B20这集成的温度传感器
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河南机电高等专科学校毕业论文
1绪论
1.1选题背景
随着人们生活水平的不断提高 ,单 片 机 控 制 无 疑 是 人 们 追 求 的 目 标 之 一
它所给人带来的方便也是不可否定的,其 中 数 字 温 度 计 就 是 一 个 典 型 的 例 子
但人们对它的要求越来越高,要为现代人 工 作 、 科 研 、 生 活 提 供 更 好 的 更 方
便的设施就需要从单片机技术入手,一切 向 着 数 字 化 控 制 , 智 能 化 控 制 方 向
发展。温度测量在物理实验、医疗卫生、 食 品 生 产 等 领 域 , 尤 其 在 热 学 试 验
(如:物体的比热容、汽化热、热功当量 、 压 强 温 度 系 数 等 教 学 实 验 ) 中 ,
有特别重要的意义。现在所使用的温度计 通 常 都 是 精 度 为 1℃和0.1℃的水
银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻 度 间 隔 通 常 都 很 密 , 不 容 易 准 确 分
辨,读数困难,而且他们的热容量还比较 大 , 达 到 热 平 衡 所 需 的 时 间 较 长 ,
因此很难读准,并且使用非常不方便。本 设 计 所 介 绍 的 数 字 温 度 计 与 传 统 的
温度计相比,具有读数方便,测温范围广 , 测 温 准 确 等 优 点 , 其 输 出 温 度 采
用数字显示,主要用于对测温比较准确的 场 所 , 或 科 研 实 验 室 使 用 。 因 此 本
课题就尝试通过编程与芯片的结合来解决 传 统 数 字 温 度 计 的 弊 端 , 设 计 出 新
型数字温度计。
1.2课题现状分析及研究意义
温度传感器的发展现状:温度传感器使用 范 围 广 , 数 量 多 , 居 各 种 传 感
器之首,其发展大致经历了以下 3个 阶 段 :
① 传统的分立式温度传感器(含敏感元件)—— 热 电 偶 传 感 器 ,主要是
能够进行非电量和电量之间转换。
② 模拟集成温度传感器 /控 制 器 。 集 成 传 感 器 是 采 用 硅 半 导 体 集 成 工 艺
制成的,因此 亦 称 硅 传 感 器 或 单 片 集 成 温 度 传 感 器 。
③ 智 能 温 度 传 感 器 。 它 是 微 电 子 技 术 、 计 算 机 技 术 和 自 动 测 试 技 术
(ATE_)的 结 晶 。 智 能 温 度 传 感 器 内部包含温度传感器、 A/D传 感 器 、 信
号处理器、 存 储 器 ( 或 寄 存 器 ) 和 接 口 电路 。
本课题的研究可以 应 用 领 域 生 产 、 生 活 等 很 多 领 域 。 对 于 家用电器 从 洗
衣机、微波 炉 到 音 响 等 等 到 处 都 可 以 用 到温 度 控 制 器来 方 便 大 家的日常生活
开发此产品 后 也 可 方 便 应 用 安 装 在 小 至 家 庭 大到工厂车间,小至一个芯 片 大
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河南机电高等专科学校毕业论文
到一个机 械 设 备 。 例 如 在 家 庭 客 厅 卧 室 等 必要地方显示室温,可防止 家 里 食
物是否变质 及 早 采 取 措 施 。 工 业 生 产 控 制 中 用 数 字 温 度 计 可 清晰显示温 度 来
防止元气 件 失 效 或 损 坏 等 不 必 要 的 非 人 为 损失 ,对 做好车间机器维修与保养
起很重要的作用。
1.3论文的组织结构
第一部分:绪 论 。 介 绍 了 论 文 的 选 题 背 景 、 现 状 分 析 和 研 究 意 义 。
第二部分: 基 于 单 片 机 的 数 字 温 度 计 设 计 系 统 的 研 究 概述。对系统的 调
查研究、 项 目 的 概 述 、 项 目 实 施 计 划 等 。
第三部分: 基 于 单 片 机 的 数 字 温 度 计 设 计 系 统 分 析 与 设 计 。 本 系 统 功 能
需求分析,系统要求,系统 整 体 设 计 , 目 标 系 统 要 求 , 开发环境。
第四部分: 基 于 单 片 机 的 数 字 温 度 计 设 计 系 统 的 功 能 实 现 。 各 功 能 模 块
的具体设计与实现方 法 、 主 要 部 分 包 含 部的 代 码。
第五部分: 基 于 单 片 机 的 数 字 温 度 计 设 计 系 统 测 试 与 维护。主要检 验 有
何不足之 处 。
第六部分: 基 于 单 片 机 的 数 字 温 度 计 设 计 系 统 评价。只要是该系统的优
缺点及改 进 方 向 。
第七部分: 总 结 和 体 会 。 对 整 个 设 计 总 结、 分 析 不 足及改进思想。
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河南机电高等专科学校毕业论文
2 基于单片机的数字温度计设计系统的研究概述
随着科学科学技术不断发展的 今 天 , 温 度 这 个 至关重要的技术参数对于
我们人类 更 好 的 了 解 与 研 究 自 然 , 更 好 的 为 我们人类服务扮演不可 替 代 的 作
用。科学的 严 谨 性 要 求 我 们 的 研 究 人 员 必 须 用很便捷的方法去获得 很 精 确 的
数据,再者 , 科 学 领 域 已 经 深 入 到 地 球 以外 的其 它 各 个 地方,所以在设计一
个高要求的温度计 必 要 要 考 虑 到 环 境 ( 电 磁干 扰 、机械振动)对温度仪 器 的
影响。
2.1基于单片机开发系统的发展历史
单片机作为 微 型 计 算 机 的 一 个 重 要 分 支 ,应 用面 很广 , 发 展 很 快。自单
片机诞生 至 今 , 已 发 展 为 上 百 种 系 列 的 近千 个机 种 。
单片机发展 简 史 : 如 果 将 8位 单 片 机 的 推出 作 为起点,那么单片机的发
展历史大致可 分 为 以 下 几 个 阶 段
(1)第一阶段( 1976-1978):单片机的控 索 阶 段 。 以 Intel公司 的
MCS – 48为代 表。MCS – 48的 推出 是 在 工 控领 域 的 控 索,参与这一控 索
的公司还有 Motorola 、 Zilog等 , 都 取 得 了 满 意 的 效 果 。这 就 是 SCM的 诞
生年代, “ 单 机 片 ” 一 词 即 由 此 而 来 。
(2)第二 阶 段 ( 1978-1982) 单 片 机 的 完善 阶段 。Intel公 司 在 MCS
– 48 基 础 上 推 出了 完善 的、 典 型 的 单片 机 系 列MCS –51。 它 在 以 下 几 个 方
面奠定了典型的通用 总 线 型 单 片 机 体 系 结 构。
①完 善 的外 部 总 线。MCS-51设 置 了 经 典 的 8位 单 片 机 的 总线结构,包
括8位数据总线 、 16位 地 址 总 线 、 控 制 总 线 及 具 有 很 多 机 通信功能的串行通
信接口。
②CPU外 围 功 能 单 元 的 集 中 管 理模 式 。
③体 现 工 控 特 性的位地址空间及位操 作 方 式 。
④指 令 系统 趋于 丰富 和完 善 ,并 且 增加了许多突出控制功能的 指 令 。
(3)第三 阶 段 ( 1982-1990) : 8位 单 片 机 的 巩 固 发 展 及 16位 单 片
机的推出阶段 , 也 是 单 片 机 向 微 控 制 器 发 展 的 阶 段 。 Intel公 司 推 出的 MCS
– 96系 列 单 片 机 , 将一些用于测控系统的模数转换器、程 序 运 行 监 视 器 、
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脉宽调制器等 纳 入 片 中 , 体 现 了 单 片 机 的 微控制器特征。随着MCS – 51系
列的广应 用 , 许 多 电 气 厂 商 竞 相 使 用 80C51为 内 核 , 将 许 多测 控 系 统 中 使
用的电路 技 术 、 接 口 技 术 、 多 通 道 A/D转 换 部 件、 可 靠性技术等应用到单片
机中,增 强 了 外 围 电 路 路 功 能 , 强 化 了 智 能 控 制 的 特 征。
(4)第四 阶 段 ( 1990—今 ): 微控 制器 的 全面发展阶段。随着单片
机在各个领域 全 面 深 入 地 发 展 和 应 用 , 出 现 了 高 速、大寻址范围、强 运 算 能
力的8位/16位/32位 通 用 型 单 片 机 , 以 及 小型廉价的专用型单片机。
单 片 机 , 亦 称 单 片 微 电 脑 或 单 片 微 型 计 算 机 。 它 是 把 中 央 处 理 器
(CPU)、 随 机 存取存储器( RAM) 、 只 读 存 储 器 ( ROM)、输入 /输
出端口 ( I/0) 等 主 要 计 算 机 功 能 部 件 都 集 成 在 一 块集成电路芯片上 的 微 型
计算机。 计 算 机 的 产 生 加 快 了 人 类 改 造 世 界 的步伐,但是它毕 竟 体 积 大 。
微计算机(单 片 机 ) 在 这 种 情 况 下 诞 生 了 ,纵观现在生活的各个领域,从导
弹的导航装 置 , 到 飞 机 上 各 种 仪 表 的 控 制 , 从 计 算机的网络通讯与数 据 传 输
到工业自动 化 过 程 的 实 时 控 制 和 数 据 处 理, 以 及 生 活 中 广 泛使用的各种智能
IC 卡 、 电 子 宠物等,这些都离不开 单 片 机 。 以 前 只 能 使 用 复 杂 的 模 拟 电 路
做出来的产品体 积 大 、 成 本 高 , 并 且 由 于长 期使 用 ,元器件不断老化,控制
的精度自然 也 会 达 不 到 标 准 。 在 单 片 机 产 生 后,就将控制这些东西变 为 智 能
化了,只 需 要 在 单 片 机 外 围 接 一 点 简 单 的 接口 电路,核心部分只是由人 为 的
写入程序 来 完 成 。
2.2基于单片机的数字温度计系统的作用
在温度测控 仪 表 中 引 入 单 片 机 , 使 仪 器 仪表 智能 化 , 提 高 测 试 的 自动化
程度和精度, 简 化 仪 器 仪 表 的 硬 件 结 构 ,提 高 其 性能价格比,用单片机进行
实时系统 温 度 处 理 和 控 制 , 保 证 系 统 工 作 在 最佳状态,有利于提高系统的工
作效率和产品 的 质 量 。 目 前 国 内 外 各 种 家具 已经 使 用 数 字温 度 计 控 制 电 路,
例如,洗衣 机 、 电 冰 箱 、 空 调 机 、 微 波 炉 、电 饭煲、收音机、音像、电 风 扇
及许多高 级 电 子 玩 具 都 配 上 了 。 数 字 温 度 计 还 应用于办公自动化领域、 商 业
营销领域、 安 全 防 卫 、 汽 车 及 通 信 系 统 、 计 算机外部设备、模糊控制等 领 域
随着单片机的 普 及 , 数 字 温 度 测 量 系 统 有以 前的 人 工 读 数逐渐转变成为自动
实时显示系统,这 样 不 但 节 省 了 人 力 资 源 ,而 且 提 高了 测 量 的 精 确 性。
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3.基于单片机的数字温度计设计系统分析与设计
3.1系统功能需求分析
数 字 温 度 计 DS18B20可以程序设定9~12位 的 分 辨 率,精度为±0.5°C。
可选更小 的 封 装 方 式 , 更 宽 的 电 压 适 用 范 围 。 分辨 率设定,及用户设定的 报
警温度存储 在 EEPROM中, 掉 电 后 依 然 保 存 。 DS18B20的性能是新一代产
品中最好的 ! 性 能 价 格 比 也 非 常 出 色 ! DS18B20省略 了存储用户定义报警
温度、分辨 率 参 的 EEPROM, 精 度 降 低 为 ±2°C,适用于对 性 能 要 求 不 高 ,
成 本 控 制 严 格 的 应 用 , 是 经 济 型 产 品 。 继 “ 一 线 总 线 ” 的 早 期 产 品 后 ,
DS1820开 辟 了 温 度 传 感 器 技 术 的 新 概念。DS18B20使 电 压 、 特 性 及 封 装
有更多的选 择 , 让 我 们 可 以 构 建 适 合 自 己的 经 济的测温系统。
3.2系统总体设计
本系统在设计时 应 考 虑 到 有 温 度 采 集 、 数 据转换、数字显示等。
图3-1系 统 程 序 的 设 计 流程图
根据DS18B20的 通 讯 协 议 , 主 机 ( 单 片 机 ) 控 制DS18B20完 成 温 度
转换必须 经 过 三 个 步 骤 : 每 一 次 读 写 之 前都 要 对 DS18B20进行复位操作,
复 位 成 功 后 发 送 一 条 R O M指 令 , 最 后 发 送 R A M指 令 , 这 样 才 能 对
DS18B20进 行 预 定 的 操 作 。 复 位 要求 主 CPU将 数 据 线 下 拉 500微 秒 , 然 后
释放,当 DS18B20收 到 信 号 后 等待 16~ 60微秒左右 , 后 发 出 60~ 240微
开 始
DS18B20 初始化
按时序读出二进制温度值
二进制温度值转换成十进制
显示温度值
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- 咖喱鸡丁炒饭2014-04-28没有程序仿真图啊
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