【单片机课程设计报告——数字温度计】
这篇文档详细介绍了基于单片机的数字温度计的设计,旨在满足-50℃至110℃的测量范围,精度误差小于0.5℃,并具备LED数码直读显示的功能。此外,还扩展了语音报数和可设定温度上下限报警的高级功能。
1. **单片机控制的数字温度计**
单片机技术在日常生活、工业生产和科学研究中扮演着重要角色,已成为成熟的科技。数字温度计就是这种技术的一个应用实例,它能够提供精确的温度读数,并且允许用户自定义温度报警范围,提高工作和实验的便利性。
2. **设计方案**
- **方案一**:利用热敏电阻或其他感温元件,通过A/D转换将温度信号转化为数字信号显示,但此方案电路复杂,设计难度较高。
- **方案二**:采用DS18B20温度传感器,可以直接获取数字温度值,电路简洁,软件设计也相对简单。最终选择了方案二。
3. **系统架构**
- **主控制器**:使用AT89S51单片机作为核心,其低电压供电和小巧的体积使其非常适合手持设备。系统可以通过两节电池供电,单片机的P3口通过串口与LED数码管和温度传感器通信。
- **显示电路**:3位共阳极LED数码管用于温度显示,数据通过P3口的RXD和TXD输出。
- **温度传感器**:DS18B20传感器具有单线接口,支持多点组网,无需额外元器件,供电范围宽,功耗低,并且提供9或12位数字温度读数,还可以设置温度报警阈值。
4. **DS18B20特性**
- 内置64位ROM,包括产品类型编号、唯一序列号和CRC校验码。
- 内部结构包括温度报警触发器TH和TL,高速暂存RAM和非易失性EERAM。
- 配置寄存器决定温度转换的分辨率,通过TM位设置工作模式。
5. **工作原理**
- 温度传感器会将测量到的温度信息存储在高速暂存RAM的前两个字节,配置寄存器的设置会影响温度的数字转换精度。
- 温度报警触发器TH和TL允许用户通过软件设定温度报警范围,当温度超出设定值时,可以触发报警功能。
这份课程设计报告展示了如何利用单片机技术和DS18B20传感器设计一款高效、准确且功能丰富的数字温度计。这样的设计不仅提高了温度测量的便捷性和准确性,还拓展了智能监测和报警功能,是单片机应用的一个实用案例。