基于单片机的数字温度计-设计论文.docVIP

设计 要求 测量范围0~100℃，精度大于0.5℃，用数码管显示测量结果。摘要(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。 测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段： ①传统的分立式温度传感器 ②模拟集成温度传感器 ③智能集成温度传感器。 目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法，并对以此传感器，89S51单片机为控制器构成的数字温度测量装置的工作原理及程序设计作了详细的介绍。与传统的温度计相比，其具有读数方便，测温范围广，测温准确，输出温度采用数字显示，主要用于对测温要求比较准确的场所，或科研实验室使用。该设计控制器使用ATMEL公司的AT89S52单片机，测温传感器使用DALLAS公司DS18B20，用数码管来实现温度显示。 关键词：便携式 目 录 《数字系统设计》任务书 I 摘 要 II 第1章 设计原理 1 第2章 硬件电路的设计 2 2.1电路各部分硬件设计原理 2 2.2 设计PCB电路板 8 第3章 软件程序的设计 10 3.1 软件设计流程图 10 3.2 软件程序设计 10 第4章 仿 真 14 总 结 16 参 考 文 献 17 附 录 18 附录一：系统电路图 18 附录二：系统仿真理图 19 答辩记录及评分表 20 第1章 设计原理设计采用AT89作为核心控制器件，控制并接收和处理DS18B20传回的数据，把得到的温度值存储在指定单元等待显示 图1 硬件流程图 四位数码管可以显示0---F的数字和字母，只要段码输入合适就可以得到我们想要的结果。由于所有位的段选码由一个I/O口控制，因此要使每位显示不同的字符，必须采用扫描显示方式，即每一时刻选通一个显示位。同时段选控制I/O口输出要显示字符对应的段选码，使该位显示相应的字符。显示一段时间后，再选通下一显示位。如此循环下去，特点：每一时刻只能选择一位。如此便可将温度及脉搏次数显示出来。 第章 的设计 采用DALLAS公司温度传感器DS18B20图2），这个芯片的显著优点是与单片机的接口简单，该温度传感器为单总线技术测量温度范围为 -55～+125，在-10～+85范围内,DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5。DS18B20内部结构主要由四部分组成：4位光刻ROM温度传感 器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器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： ●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。 DS18B20的测温原理是器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。器件中还有一个计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将－55所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中，计数器1和温度寄存器被预置在－55所对应的一个基数值