信号与系统课件 中国传媒大学

单片机课程设计报告

数字温度计

摘要

本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有传感器

18B20 ， 单 片 机 AT89S52 ， ， 四 位 共 阴 极 数 码 管 一 个 ， 电 容 电 阻 若 干 。

18B20 支持“一线总线”接口，测量温度范围-55°C~+125°C。在-10~+85°C

范围内,精度为±0.5°C。18B20 的精度较差为± 2°C 。现场温度直接以“一线

总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温

机处理判断后将温度传递到数码管显示。本设计能完成的温度测量范围是-

55°C~+128°C，由于能力有限，不能实现报警功能。

目录

1.1 课程设计的目的和意义.......................................................................................................2

1.2 任务及要求...........................................................................................................................2

2 系统总体方案及硬件设计..............................................................................................................2

2.1 系统总体方案设计...............................................................................................................2

2.2 系统硬件电路设计...............................................................................................................3

2.2.1 单片机的选择....................................................................................................................3

3 软件设计.........................................................................................................................................9

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1 概述

1.1 课程设计的目的和意义

通过课程设计使我进一步熟悉了单片机的内部结构和工作原理，掌握了单片

机应用系统设计的基本方法和步骤；通过利用 MCS-51 单片机，理解单片机在

自动化装置中的作用以及掌握单片机的编程调试方法；通过设计一个简单的实

际应用输入控制及显示系统，掌握 protues 和 keil 以及各种仿真软件的使用。

目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻

温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等，温度计中传感器是它

的重要组成部分，它的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控

2 系统总体方案及硬件设计

2.1 系统总体方案设计

2.1.1 方案论证

方案一： 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感

温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行 A/D 转换后，就可

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以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这

种设计需要用到 A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。

方案二：考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感

器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器 DS18B20，此

传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。

复位电路 单 数码管显示

时钟电路 机

图 2-1

2.1.3 功能模块连接简介

温度传感器的接口 2 连接单片机 P3.4，用于传送数据，接口 3 连接电源，

接口 1 接地；数码管的段码输入端连接单片机的 P1 端口，公共端接 P3.0-

P3.1,单片机的 P0 端口接上拉电阻，时钟电路连接 XTAL,复位电路连接 RST。

2.2 系统硬件电路设计

1000 次擦写周期 全静态工作：0Hz—33MHz

32 个可编程 I/O 口线 2 个 16 位定时器/计数器

6 个中断源 全双工 UART 串行通道

低功耗空闲和掉电模式 掉电后中断可唤醒

看门狗定时器 双数据指针

灵活的 ISP 编程 4.0---5.5V 电压工作范围

口、串行口、定时/计数器和中断逻辑几个部分。

AT89S52 外部引脚功能如图 2-2 所示。

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P0 口（39—32）：是一组 8 位漏极开路行双向 I/O 口，也既地址/数据总

线复用口。可作为输出口使用时，每位可吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑电

口线分时转换地址（低 8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。

在 Flash 编程时，PO 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验

时，要求接上拉电阻。

P3 口（10—17）： 是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，，P1

的输入缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。对 P3 口写入

0000H—FFFFH； =1 时，地址 0000H—0FFFH 空间访问内部 ROM，地址

1000H—FFFFH 空间访问外部 ROM。本次设计 接高电平。

XTAL1（19）和 XTAL2（18）：使用内部振荡电路时，用来接石英晶体

和电容；使用外部时钟时，用来输入时钟脉冲。

（9）：复位信号输入端。 AT89S51 接能电源后，在时钟电路

作用下，该脚上出现两个机器周期以上的高电平，使内部复位。第二功能是

，即备用电源输入端。当主电源 Vcc 发生故障，降低到低电平规定值时，

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