单片机数字温度计课程设计报告.docx

第一章 温度传感器的应用及问题1.1 引言在日常生活及工、农业生产中经常要用到温度的检测及控制。传统的温度测量元件有热电偶和热电阻，而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应温度需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。1.2传感器传感器是将感受到的外界信息，按照一定的规律转换成所需的有用信息的装置，它获取的信息可以是各种物理量、化学量和生物量，而转换后的信息也有各种形式。例如：光、温度、声、委位移、压力等物理量，可以通过传感器相互转化。但是通常是将非电量或电量转换成易于处理和传输的电量，有些传感器的这种转换是可逆的，即输入量为电量而输出量为机械量或热工艺量等。第二章 数字温度计的设计2.1 总体设计方案在单片机电路设计中，使用传感器，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，就可以满足设计要求。2.2方案的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如5-1所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。图2-1　总体设计方框图单片机复位时钟振荡报警点按键调整 2.2.1主控制器单片机AT89C51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。AT89C51 的引脚 AT89C2051 采用引脚双列直插式封装，现将各引脚的功过能说明如下。 ·Vcc(20)：电源电压端。 ·GND（10）：地端。 ·RST（1）：复位输入端。当RST 引脚出现两个机器周期的高电平时，单片机复位。复位后，AT89C51 内部专用寄存器及I/O 口的处置与8051的情况一样，而内部的状态保 持不变。 ·XTAL1(5)：振荡器反相放大器的输入和内部时钟发生器的输入端。 ·XTAL1(4)：振荡器反相放大器的输出端。 ·P1 口：P1口是一个8位双向I/O 口。P1.2-P1.3 引脚内部接有上拉电阻。P1.0 和P1.1 分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(AIN0)和反相输入（AIN1）。P1 口输出缓冲器可吸收20mA 电流并能直接驱动LED 显示。当P1 口的锁存器写入“1”时，P1 口可作为输入 端。当引脚P1.2--P1.7 用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流（II1 ）。P1 口还在闪速编程和程序校验期间接受代码数据。 ·P3 口：P3 口的P3.0-P3.5 和P3.7 是带有内部上拉电阻的七个双向I/O 引脚。P3.6 用于固定输入片内比较器的输入信号并且它作为一通用I/O 引脚而不能访问。P3 口缓冲器 可吸收20mA 电流。当P3 口锁存器写入“1”时，它们被上拉电阻拉高并可作为输入端。用作输入时，被外部拉低的P3 口引脚将由于上拉电阻而流出电流（Ii1 ）。P3 口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 P3 口还用于实现AT89C51 的一些特殊功能，这些特殊功能定义如下： 口线 特殊功能 P3.0 RXD(串行口输入端) P3.1 TXD(串行口输出端) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(定时器0外部输入) P3.5 T1(定时器1外部输入)2.3系统整体硬件电路2.3.1主板电路系统整体硬件电路包括，传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路，单片机主板电路等，如图2-1 所示。图5-1中有三个独立式按键可以分别调整温度计的上下限报警设置，图中蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音，同时LED数码管将没有被测温度值显示，这时可以调整报警上下限，从而测出被测的温度值。 图2-1 单片机主板电路图2-1 中的按健复位电路是上电复位加手动复位，使用比较方便，在程序跑飞时，可以手动复位，这样就不用在重起单片机电源，就可以实现复位。2.3.2显示电路显示电路是使用的串口显示，这种显示最大的优点就是使用口资源比较少，只用p3口的RXD,和TXD,串口的发送和接收，四只数码管采用74LS164右移寄存器驱动，显示比较清晰。硬件原理图图2-2 硬件原理图2.4系统软件算法分析系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序等。2.4.1主程序主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的