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基于单片机的数字温度计设计DOC.doc
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基于单片机的数字温度计设计DOC.doc
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基于单片机的数字温度计设计
摘 要
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
所给人们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,用
单片机和温度传感器来实现温度测温是数字温度设计的一大亮点。随着单片机的
飞速发展,功能变得越来越强大,可以实现很多电路系统的设计。基于单片机的
数字温度计系统就是一个很好的例子,将温度传感器与单片机最小系统相连,通
过 LED 数码管或液晶显示屏显示出来,可以直观、方便、快速的测量温度。单片
机通过编写程序亦可实现时钟显示、定时闹铃等其他功能,满足人们的需求。
关键字:数字温度计、温度传感器、单片机
Based on SCM digital thermometer design
Abstract
As people living standard rise ceaselessly, SCM control is undoubtedly one of the goals of
the people to pursue, it has given people bring to convenience is not negative, including digital
thermometer is one example, using SCM and temperature sensor to achieve the temperature
measuring temperature is digital temperature design of tom.com. With the rapid development of
MCU, function is becoming stronger and can realize many circuit system design. Based on SCM
digital thermometer system is a very good example, will the temperature sensor and connected by
single chip minimize system, LED digital display tube or LCD screen, intuitive, convenient and
quick measuring temperature. SCM by writing a program can also be achieved the clock display,
regular alarm and other functions, satisfy people's needs.
Keywords: digital thermometer, temperature sensors, microcontroller
目录
摘 要..........................................................................................................................III
Abstract ........................................................................................................................IV
1 绪论............................................................................................................................1
1.1 课题的来源......................................................................................................1
1.2 课题的意义......................................................................................................1
1.3 数字温度计国内外发展现状..........................................................................2
1.3.1 温度传感器的研究现状.........................................................................2
1.3.2 单片机的发展的研究现状.....................................................................3
1.4 课题研究的主要内容......................................................................................5
2 数字温度计的总体设案............................................................................................6
3 系统硬件电路设计....................................................................................................7
3.1 电路原理..........................................................................................................7
3.2 各单元总体说明..............................................................................................8
3.3 主控制器 AT89S51...........................................................................................8
3.4 4 位共阳数码管动态扫描..............................................................................9
3.5 温度传感器 DS18B20.....................................................................................10
3.6 电路原材料清单............................................................................................17
3.7 使用工具及仪表清单....................................................................................18
4 系统软件设计..........................................................................................................19
4.1 流程图............................................................................................................19
4.2 读出温度子程序............................................................................................19
4.3 温度转换命令子程序....................................................................................20
4.4 数字温度计程序清单....................................................................................20
结论..............................................................................................................................22
参考文献......................................................................................................................23
致谢..............................................................................................................................24
附录..............................................................................................................................25
1 绪论
1.1 课题的来源
温度测量在物理实验、食品生产、医疗卫生等领域,尤其在热学试验(如:
物体的热功当量、压强温度系数、汽化热等教学实验)中有特别重要的意义。传
统所使用的温度计一般都是精度为 0.1℃和 1℃的煤油、水银或酒精温度计。这
些温度计的刻度间隔一般都非常紧密,不容易去准确的分辨,读数比较困难,而
且它们的热容量比较大,达到热平衡所需的时间都比较长,因此很难读的准确,
并且使用十分不方便。而数字温度计与传统的温度计相比,具有测温准确,测温
范围广,读数方便等优点,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,比如科研实验室使用。目前温度计的发展非常快,从原始的玻璃管温度
计发展到了现在的热电偶温度计、热电阻温度计、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、控制范围、测量范围和用途等。传感器的应用极其的广泛,目前已经研制出
多种新型的传感器。但是,作为应用系统设计人员需要根据系统要求选用合适的
传感器,并与自己设计的系统相连接起来,从而构成性能优良的监控系统。
1.2 课题的意义
20 世纪 90 年代中期推出的数字温度传感器,最早采用的是 8 位 A/D 转换器,
其测温精度比较低,分辨力仅达到 1℃。目前,国外已推出多种高速度、高分辨
力的数字温度传感器,所用的是 9~12 位 A/D 转换器,分辨力一般可达 0.5~
0.0625℃。由美国 DALLAS 半导体公司新研制的 DS1624 型高分辨力数字温度传感
器,能输出 13 位二进制数据,其分辨力高达 0.03125℃,测温精度为±0.2℃。
为了提高多通道数字温度传感器的转换速率,也有的芯片采用高速逐次逼近式
A/D 转换器。以 AD7817 型 5 通道数字温度传感器为例,它对本地传感器、每一
路远程传感器的转换时间分别仅为 27μs、9μs。Maxim 公司生产的 DS1620,
DS1620 是直接数字输出的温度传感器,采用 DS1620 不需要在 AT89S51 系统中扩
展 A/D 转换器,因此可以降低电路的复杂性。DS1620 是一片片内建有温度测量
并转换为数值的 8 引脚的集成电路,它集温度数据转换与传输、温度传感、温度
控制等功能于一体。测温范围:-55 到+125℃,精度达到 0.5℃。该芯片非常容
易与单片机连接,实现温度的测控应用,单独当做温度控制器时,可不用外加其
他辅助元件。DS1620 可把测得的温度用 9 位的数据表示出来,同时,本身还有 3
个温度报警输出,因此在恒温箱、温度计及其它对温度敏感的系统中得到了广泛
的应用。
[13]
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oligaga
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