基于单片机数字温度计.doc

毕业设计 设计题目: 基于单片机的数字温度计设计 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 二0一0年七月十日 目 录 要 1 第1章 绪论 2 第2章 系统方案论证与比较 3 2.1 方案比较 3 2.2 方案论证 4 第3章 硬件设计 6 3.1主控芯片介绍 6 3.2 复位电路 8 3.3 时钟电路 9 3.4 矩阵电路 10 3.5 显示电路 11 3.6 测温电路 13 3.6.1　DS18B20单线数字温度传感器 13 3.6.2　DS18B20工作原理 13 3.6.3 DS18B20的性能特点 14 3.6.4　DS18B20内部结构 14 3.7 16 第4章 软件设计 17 第5章　仿真与调试 29 5.1　仿真与调试 29 5.2　调试与运行 29 结　论 30 参考文献 31 附录1　源程序 32 附录2元器件名细表 45 附录3仿真电路图 46 摘 要 　　温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。在这里介绍了一种基于DS18B20和AT89C52单片机的温度测量及控制系统的硬件结构以及C语言程序设计，该系统设计和布线简单，结构紧凑，体积小，重量轻，抗干扰能力强，性价比高，扩展方便，在大型仓库，工厂，智能化建筑等领域的多点温度检测中有广阔的应用前景。 关键词　DS18B20；AT89C52；温度测量；控制第1章 绪论 随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。温度测控技术也在各个领域应用越来越广泛，同时温度测量也被人们异常关注，一时间涌现出大量各式各样的测试温度仪器，这些仪器的原理到底是怎样的呢？说到底也是所以温度测控的范畴，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、学习、生活提供更好的更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切想着数字化，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字温度计与传统数字温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测量准确，其输出采用数字显示，主要用于对测温比较准确的地方，或科研实验室使用，测温传感器使用DS18B20，用LCD实现温度显示。 第2章 系统方案论证与比较 2.1 方案比较 方案一： 采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以采用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起的异金属导线组成（热电偶的组成如图2-1），热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可以推测出检测结点的温度。数据采集部分则使用带有A/D通道的单片机，在将随被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处理了，在显示电路上就可以将北侧温度显示出来。热电偶的优点是工作温度宽，且体积小，但是也存在输出电压小，容易遭受来自导线环路噪音的影响以及漂移较高的缺点并且这种电路需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二： 采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理和控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性质稳定，它温用作工业测温元件，此元件线性较好。在0-100摄氏度时，最大线性偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一是采用了单总数的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C52构成温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接和计算机连接。这样温度系统的结构就比较简单，体积也不大。采用51单片机控制软件编程的自由度大，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。 该系统利用AT89C51芯片控制温度传感器DS18B20进行温度的实时检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设置上限报警温度。 从以上两总方案，容易看出方案一的温测装置可测温度范围广，体积小，但是单线性误差大。 方案二的温测装置电路简单，精准度较高，实现方便，软件设计也比较简单，故本次设计采用方案二。 显示电路可以采用两种方案：第一种是通过单片机控制译码器将译码器输出的数据送给数码管进行显示，但是要单独增加一个显示电路，使设计比较复杂。另一种是直接运用LCD液晶显示，即直接通过单片对其进行显示以及数据