基于51单片机与DS18B20的数字温度计设计参考版 3.doc

转载请注明出处！ 课 程 设 计 2012至2013学年第二学期 课程名称：电子系统综合设计 题 目：基于DS18B20的智能温度检测系统 二级学院： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导老师： 成 绩： 目 录 1 引言 3 2 设计要求 3 2.1 基本要求 3 2.2 高级要求 3 3 总体方案设计 4 3.1 方案 4 3.2 总体设计框图 4 4 硬件设计 4 4.1 单片机系统 4 4.2 数字温度传感器模块 5 4.2.1 DS18B20性能 5 4.2.2 DS18B20外形及引脚说明 6 4.2.3 DS18B20接线原理图 6 4.2.4 DS18B20时序图 6 4.2.5 数据处理 8 4.3 显示电路 9 4.4 声光报警电路 9 4.5 键盘输入电路 10 5 软件设计 11 5.1 主程序模块 11 5.2 读温度值模块 11 5.3 中断模块 14 5.4 温度上下限设置模块 15 5.5 声光报警模块 16 5.6 数码管驱动模块 17 6 源程序 18 7 总结 25 参考文献： 25 1 引言 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是不可否定的，各种数字系统的应用也使人们的生活更加舒适。数字化控制、智能控制为现代人的工作、生活、科研等方面带来方便。其中数字温度计就是一个典型的例子。 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、测温精确、功能多样话等优点。其主要用于对测温要求准确度比较高的场所，或科研实验室使用，该设计使用STC89C52单片机作控制器，数字温度传感器DS18B20测量温度，单片机接受传感器输出，经处理用LED数码管实现温度值显示。 2 设计要求 2.1 基本要求 用STC89C51控制DS18B20，读取数据，并对DS18B20转换后的数据进行处理，最后在数码管上显示DS18B20测出的温度； 要求使用4位数码管显示，最高位为符号位，如果温度值为正，不显示，如果温度为负，则显示负号； 要求测量的温度上限到99度，下限超过－50度； 温度的测量值要精确到小数点的后1位。 2.2 高级要求 能够设置上限温度和下限温度值，当被测量温度在上限温度和下限温度值之间时绿色LED亮，当被测量温度在上限温度和下限温度值之外时红色LED亮，并蜂鸣器报警； 设置的上限温度和下限温度值能够断电后保存(EEPROM)； 实现上述功能要求人机界面尽量简单。 3 总体方案设计 3.1 方案 由于本设计是测温电路，考虑到在单片机属于数字系统，容易想到数字温度传感器，可选用DS18B20数字温度传感器，此传感器为单总线数字温度传感器，起体积小、构成的系统结构简单，它可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，即可实现温度显示。另外DS18B20具有3引脚的小体积封装，测温范围为-55~+125摄氏度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，其测量范围与精度都能符合设计要求。 3.2 总体设计框图 本方案设计的系统由单片机系统、数字温度传感器、LED显示模块、按键控制模块、温度报警模块组成，其总体架构如下图1。 图1 系统总体方框图 4 硬件设计 4.1 单片机系统 本设计采用STC89C52单片机作为控制器，完成所有功能的控制，包括： DS18B20数字温度传感器的初始化和读取温度值 LED数码管显示驱动与控制 按键识别和响应控制 温度设置和报警 温度值的存储和读取 单片机系统电路原理图： 图2 单片机系统原理图 4.2 数字温度传感器模块 4.2.1 DS18B20性能 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信 简单的多点分布应用 无需外部器件 可通过数据线供电 零待机功耗 测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增 可编程的分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃ 温度数字量转换时间200ms，12位分辨率时最多在750ms内把温度转换为数字 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计和任何热感测系统 负压特性：电源极性接反时，传感器不会因发热而烧毁，但不能正常工作 4.2.2 DS18B20外形及引脚说明 图3 DS18B20外形及引脚 GND：地 DQ：单线运用的数据输入/输出引脚 VD：可选的电源引脚 4.2.3 DS18B2