温度计课程设计.doc

河南理工大学 单片机课程设计报告 数字温度计 姓 名： 李娟娟 张新 学 号： 310608020202 310608020204 专业班级： 自动化06级02班 指导老师： 王 莉 　　　 所在学院： 电气工程与自动化学院 2009年6月10日 摘要 环境温度对工业、农业、商业和人们的日常生活都有很大的影响，而温度的测量也就成为人们生产生活中一项必不可少的工作。传统的测温仪测量费时，准确度也较低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随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度传感器具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。 本设计所介绍的数字温度计使用单片机8051，测温传感器使用DS18B20，用位共极LED数码管以实现温度显示,DS18B20数字温度传感器是单总线器件与51单片机组成的测温系统，具有线路简单、体积小等特点，而且在一根通信线上，可以挂接多个DS18B20，因此可以构成多点温度测控系统。1 概述 4 1.1 设计题目 4 1.2 设计目的 4 1.3 设计要求 4 1.4 设计任务 5 2 系统总体方案及硬件设计 5 2.1 总体方案说明 5 2.2 总体方框图 5 2.3 系统各部分硬件电路设计 6 3 系统软件设计 11 3.1 主程序 11 3.2 主程序流程图 12 3.3 DS18B20的软件设计 13 4 Proteus系统仿真 16 4.1 系统仿真环境 16 4.2 器件参数选取： 16 4.3 仿真结果分析 16 5 心得体会 18 参考文献 19 附1 源程序代码 20 附2 系统原理图 28 1 概述 1.1 设计题目 数字温度计 1.2 设计目的 使用单片机AT89S52和温度传感器DS18B20实现基本范围-50-110℃的测量，显示精度误差小于0.5LED数码直读 2．通过查阅手册和文献资料，培养分析和解决实际问题的能力 3．进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则 4．学会单片机电路的设计和焊接 5．学会撰写课程设计总结报告,并附有整体电路图 6. 培养严肃认真的工作作风 1.4 设计任务 1.掌握单片机AT89S52的基本结构及工作原理 2．了解温度传感器DS18B220的工作原理 3. 实现温度的测量，设置温度的上下限和报警功能 4．掌握单片机系统的分析和设计方法 5．掌握仿真软件与编译软件的使用方法 2 系统总体方案及硬件设计 2.1 总体方案说明 该数字温度计由电源电路、晶振电路、复位电路、下载电路、单片机、 数字显示电路、温度测量电路、报警电路和控制电路组成。可以实现基本范围-50-110℃的测量和任意设置温度的上下限，当所设置的温度高于所设置的上限或低于所设置的下限时可通过蜂鸣器和发光二极管报警。当开关处于开的状态时才可实现上述功能，否则不可实现。 2.2 总体方框图 图1 2.3 系统各部分硬件电路设计D 2.3.1 AT89S52单片机简介与最小系统设计 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。AT89S52使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，AT89S52拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52需要外加复位电路，本设计采用按键+上电复位，上电复位是利用电容充电来实现的，即上电瞬间RST/Vpd端的电位与Vcc相同，随着充电电流的减少，最后被嵌位在0V,采用10uF的C3和10K的R2可以保证加在引脚上的高电平持续2个机器周期，即使单片机有效地复位。按键可以随时使电路复位，当键按下时1K的R1和10K的R2串联分压使RST为高电平，即复位。 图2 2.3.3 时钟晶振电路 MCS-51内部有一个用于构成震荡器的高增益反向放大器，此放大器的输入端和输出端分别是XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2上外接晶振可构成时钟电路。时钟电路在系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢本次设计采用内部方式的外部时钟接法。为达到振荡周期是12MHZ的要求，这里要采用12