基于单片机的数字式温度计设计.doc

【基于单片机的数字式温度计设计】 1. 引言 单片机在现代科技生活中扮演着不可或缺的角色，广泛应用于各个领域，包括军事、交通、通信、医疗和日常消费电子产品。本设计以单片机为核心，构建了一个数字式温度计，其核心特点是采用智能化的温度传感器和简洁的硬件结构。 1. 元器件简介 1.1.1 DS18B20 DS18B20是DALLAS半导体公司的一款高级数字温度传感器，它可以提供精确的温度读数，且无需额外的信号调理电路和A/D转换器。该传感器通过一根数据线即可实现通信，简化了与单片机的接口设计，降低了系统复杂度，提高了系统的可靠性和精度。 1.2.1 AT89C51 AT89C51是一款由ATMEL公司生产的8位单片机，具备4KB的闪存程序存储器和128B的RAM。这款单片机兼容MCS-51指令集，内置8位CPU，具有高效率和低功耗的特点，适用于多种控制应用。 2. 设计概述 2.1 设计要求 设计目标是构建一个能实时显示温度、具备一定用户交互功能的数字式温度计，要求测量精度高，界面清晰，并可能包含温度报警功能。 2.2 设计整体思路 设计采用AT89C51作为主控单元，DS18B20作为温度采集元件，通过单总线通信协议进行数据交换。结合LCD1602显示屏显示温度，74HC573和74HC154作为数据锁存器和解码器，以扩展I/O端口，同时设置键盘模块用于设定温度上下限，当温度超出预设范围时，触发报警模块。 3. 硬件设计 3.1 主控模块 AT89C51负责整个系统的协调与控制，处理DS18B20传来的温度数据，控制其他模块的工作。 3.2 采集模块 DS18B20传感器实时监测环境温度，通过单总线将温度信息传递给主控模块。 3.3 键盘模块 设计一个简单的键盘接口，允许用户设置温度报警阈值。 3.4 显示模块 LCD1602液晶显示屏用于实时显示当前温度和设定的报警范围。 3.5 报警模块 当温度超过设定范围时，通过蜂鸣器或其他方式发出报警，提醒用户。 4. 软件设计 4.1 主程序流程图 软件设计主要包括主循环、温度读取、数据处理、显示更新和键盘扫描等功能，确保系统能够稳定运行并及时响应用户输入。 5. Proteus电路仿真 在Proteus环境下进行电路仿真，验证硬件设计的正确性，确保所有组件能协同工作。 6. 心得体会 设计数字式温度计的过程锻炼了对单片机的编程和硬件集成能力，加深了对微控制器及其外围器件的理解，为后续的项目开发积累了宝贵经验。 总结，基于单片机的数字式温度计设计融合了单片机控制、传感器技术、通信协议、显示技术等多个方面，是一个综合性的实践项目。通过这样的设计，不仅可以掌握基础的单片机应用，还能进一步提升在嵌入式系统开发中的问题解决能力。