单片机原理及接口技术课程设计.doc

课程设计报告 课 程 名 称 单片机原理及接口技术课程设计 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 号 姓 名 指 导 教 师 目录 目录 2 摘要 2 1 概述 3 1.1 课程设计的意义 3 1.2 设计的任务和要求 3 2 系统总体方案及硬件设计 4 2.1数字温度计设计方案分析 4 2.1.1方案一 4 2.1.2 方案二 4 2.2系统总体设计 4 2.3系统模块 6 2.3.1主控制器 6 2.3.2 显示电路 6 2.3.3温度传感器 7 2.3.4报警温度电路 8 3 系统软件算法分析 9 3.1主程序流程图 9 3.2读出温度子程序 9 3.3温度转换命令子程序 10 3.4 计算温度子程序 11 3.5 显示数据刷新子程序 11 4 实验仿真 12 5 总结与体会 14 附录：源程序 15 参考文献 18 摘要 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各 个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20 开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感器DS18B20 的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并有上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20 与AT89C52 结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词： 单片机AT89C52 温度传感器数字温度计DS18B20 1 概述 1.1 课程设计的意义 本次课程设计是在我们学过单片机后的一次实习，可增加我们的动手能力。特别是对单片机的系统设计有很大帮助。同时对毕业设计业起着很大的作用。 1.2 设计的任务和要求 1、基本范围-30℃-30℃ 2、精度误差小于1℃ 3、七段 数码直读显示 4、有温度的上下限报警功能 2 系统总体方案及硬件设计 2.1数字温度计设计方案分析 2.1.1方案一 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D 转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。 2.1.2 方案二 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，费用较低，可靠性高，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.2系统总体设计 温度计电路设计总体设计方框图如图2.2—1 所示，总系统仿真如图2.2—系 统仿真图，控制器采用单片机AT89C52，温度传感器采用DS18B20，用3 个七段数码管以串口传送数据实现温度显示。 图2.2—1 总体设计方框图 图2.2—2 系统仿真图 2.3系统模块 系统由单片机最小系统、显示电路、温度传感器等组成。 2.3.1主控制器 单片机AT89C52 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。晶振采用11.0592MMHZ。复位电路采用上电加按钮复位。 图2.3.1—1 晶振电路 图2.3.1—2 复位电路 2.3.2 显示电路 显示电路采用3个共阳极七段 数码管，采用动态扫描的方式显示。 图2.3.2 数码管显示电路 2.3.3温度传感器 DS18B20 温度传感器是美国DALLAS 半导体公司必威体育精装版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。DS18B20 的性能特点如下： 1、独特的单线接口仅需要一个端口引脚