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文档_基于AT89S52的数字温度计.docx
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文档_基于AT89S52的数字温度计.docx
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项目名I称
基于AT89S52的数字温度计设计
目录
项目名称 ................................................................................1
基于AT89S52的数字温度计设计 .............................................................1
第1章绪论 ...............................................................................4
1. 1 概述 ......................................................................4
1.2数字温度计的特点与问题......................................................4
第2章设计方案 ...........................................................................5
2.1设计指标....................................................................5
2. 1. 1检测范围.................................................................5
2. 1. 2检测误差.................................................................5
2. 1. 3 系统反应速度............................................................5
2.2基于单总线温度检测芯片的检测方案............................................5
2.3关键技术....................................................................6
2.3. 1单总线技术 ................................................................6
2.3.2单片机开发技术 .............................................................6
第3章 具体设计与实现 ....................................................................7
3.1系统总体设计................................................................7
3.2硬件设计....................................................................8
3. 2. 1 温度检测系统设计 ........................................................8
3.2.2单片机最小系统设计 .........................................................9
3. 2. 3 显示系统设计 ............................................................9
3.2.4 电源系统设计 ...........................................................10
3.3软件设计...................................................................10
3. 3. 1温度传感器驱动设计......................................................10
3. 3. 2 显示马区动设计 .........................................................15
3.3.3开关控制设计 ..............................................................18
3.3.4系统软件设计 ..............................................................21
第4章 系统集成与测试 ...................................................................22
4. 1软件调试 ..................................................................22
4. 2硬件调试 ..................................................................23
4. 3系统测试 ..................................................................23
结论 ...................................................................................24
致谢 ...................................................................................25
参考文献 ...............................................................................26
附录1 ..................................................................................27
附录2 ..................................................................................28
第1章绪论
1.1概述
数字温度计相对与传统的温度计,用数字信号来表示温度变化,方便计算机控制系 统进行
处理和记录,应用单片机使仪器仪表智能化,可以提高测量的自动化程度和精度, 广泛应用于
各行各业。
测量温度的关键是温度传感器。随着技术飞速发展,传感器已进入第三代数字传感 器。本
测温系统采用的DS18B20就是属于这种传感器。DS18B20是美国DALLAS半导体公 司推出的数字式温
度传感器,是DS1820的更新产品。它能够直接读出被测温度,可通 过简单的编程实现9位-12位的
数字读数方式,并且,从DS18B20读出的信息或写入 DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)
读写。温度变换功率来源于数据总线,总 线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电
源,因而使用DS18B20可使系统 结构更趋简单、灵活。可靠性高。
微控制器层面主要是对系统的工作进行控制,其中包括各个芯片的初始化、对 DS18B20的总
体控制、对按键的检测和处理以及对LED的显示设置。可以说,这个层次 是数字温度计系统的基
础与支撑。
数码管主要解决字符的显示。单片机通过对相应引脚的设置和控制,经过转换之后 进行显
示。
1.2数字温度计的特点与问题
数字温度计相对与传统的温度计,用数字信号来表示温度变化,方便计算机控制系 统进行
处理和记录,通常采集温度的传感器特性,信号的转换装置,和信号的传输装置 对数字温度机
的使用范围和性能都有极其重要的影响,传统的数字温度计因为成本和技 术等原因,采用热敏
电阻的检测方式,采集的模拟电压信号容易收到干扰,且需要模数 转换的效果也差。
本文设计了一种基于单总线芯片的数字温度计,克服传统数字温度计在信号传输, 信号转
换上的问题。
第2章设计方案
2. 1设计指标
2. 1. 1检测范围
温度检测范围决定了温度计的使用范围和场合,由本设计的温度检测器件DS18B20 的性能决
定了极限温度检测范围为一55°C〜+ 125°C,在系统时间过程中,单片机的处 理精度,器件的响
应时间等各种因数的影响,实际的检测范围会小于这个范围。
2. 1.2检测误差
数字温度计必须在检测范围内有良好的精度,也就是在设计温度检测范围内必须有 良好的
检测线性,在高温和低温场合,系统都应该有相同的精度和误差,本设计的温度 检测器件DS18B20
内置9位的模拟/数字转换电路,其检测的分辨率可达0. 0625°C o
2. 1.3系统反应速度
相对传统的靠热胀冷缩原理的液体温度计,数字温度计必须要有很高的检测响应速 度,以
准确的反映温度变化的过程。这就使本设计的系统方案必须适当缩短采集/转换/ 处理/显示温度
信号的周期,以提高系统的反应速度。影响这个反应速度的主要因素是 单总线的读写周期和LED
显示的读写周期。同时为照顾人眼判读温度数据的反应时间需 要,本设计把系统检测反应速度
设置在1S左右。
2. 2基于单总线温度检测芯片的检测方案
单总线的数字温度芯片是集成在芯片内的温度检测电路和单总线接口电路构成的, 由于
模拟信号在芯片内就转换成为数字信号并以总线的方式串行输出,使得温度/电磁 环境对信号传
输的干扰最小,单总线的接口也能满足长距离信号传输的布线成本问题。 同时单总线系统还可
以扩展出一个总线上接入采集多个温度采集点的形式,给设计和应 用带来更多的灵活性。
综上所述:本设计选择使用单总线温度检测芯片的检测方案。
单总线 温度芯片
单总线数字信r
单片机
图2-1单总线温度检测结构
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ohmygodvv
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