数字温度计设计报告【C语言】.doc

1 设计概况 1.1 设计概述 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，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，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89C52，测温传感器使用DS18B20，用两只4位共阴极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 1.2 设计符合以下要求： ■基本范围-20℃-70℃ ■精度误差为±0.5℃ ■LED数码管直读显示，当温度为“负”,则显示负号；最低位显示摄氏度符号“C”。 ■当温度不在基本范围内时，蜂鸣器报警 ■当温度大于70℃， 发光二极管闪烁；当温度小于-20℃， 发光二极管闪烁 1.3 所用材料： 温度传感器DS18B20一个，AT89C52一个，12M晶振一个，四位共阴极数码管两个，蜂鸣器一个，发光二极管两个，电阻电容及导线若干。 2 方案的总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89C52，温度传感器采用DS18B20，用两只4位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 图1　总体设计方框图 2.1 主控制器 主控制器采用单片机AT89C52。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央 处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。 74LS245用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据　　*74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。　　*当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器　　*/*当/低电平有效时，DIR=“0”，信号由B向A传输（接收）DI；DIR=“1”，信号由A向B传输；（发送 图4 74LS245引脚分布 2.3温度传感器 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。 2.3.1 DS18B20的性能特点如下： ●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； ●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； ●无须外部器件； ●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ； ●零待机功耗； ●温度以９或１２位数字； ●用户可定义报警设置； ●报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； ●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作； 2.3.2 DS18B20详细引脚功能描述 见表。 序号 名称 引脚功能描述 1 GND 地信号 2 DQ 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。 3 VDD 可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。 通信过程： （1）主机拉低单总线至少480us产生复位脉冲； （2）主机释放单总线，进入接收模式，释放时产生上升沿； （3）单总线器件检测到上升沿，延时15-60us； （4）单总线器件通过拉低总线60-240us来产生应答脉冲； （5）主机接受应答信号，对从机ROM进行命令和功能命令操作； 所有读写时序至少60us，两个独立的时序间至少1us回复时间。 CRC  图3 　DS18B20字节定义 由表2可见，DS18B20温度转换的时间比较长，而且分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。 高速暂存ＲＡＭ的第６、７、８字节保留未用，表现为全逻辑１。第９字节读出前面所有８字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。 当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第１、２字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0