温度采集与显示电路的.doc

目 录 目 录 1 1设计内容与要求 2 1.1 设计内容 2 1.2 设计要求 2 1.3 问题分析 2 1.4 系统框图 2 2系统分析与方案流程图 3 2.1系统分析： 3 2.2方案流程图 4 3系统设计 4 3.1 硬件电路设计 4 3.1.1采集电路（温度传感器DS18B20） 5 3.1.2控制电路（51单片机） 8 3.1.3显示电路（数码显示管LED） 10 3.1.4报警电路 11 3.2软件设计 11 3.2.1 程序按模块分析 12 3.2.2软件设计流程图如下： 13 3.2.3详细程序清单如下： 13 4 Proteus仿真电路设计及结果 18 4.1温度显示仿真 18 4.2高温报警仿真 19 1设计内容与要求 1.1 设计内容 选择51单片机，晶振采用12MHz； 温度传感器选择DS18B20，温度范围为0到； 将采集的温度值显示在LED数码管上（两位）； 如果温度超过，蜂鸣器发出声音进行警报。 1.2 设计要求 按照任务书的要求完成系统分析及方案设计； 完成硬件原理图的设计，并选择相关原器件； 完成控制软件流程图的设计，并编写相应的单片机控制程序； 撰写设计报告。 1.3 问题分析 DS18B20的测温范围在满足所要求得的 DS18B20具有温度上下限的设置故可以设定温度上限； 采用蜂鸣器接到51单片机的管脚上通过软件编程即可实现蜂鸣报警。 1.4 系统框图 2系统分析与方案流程图 2.1系统分析： 传感器DS18B20将温度信号转换成电流信号，再转换为电压信号，然后送入MCS51单片机中，本系统采用单总线操作，线路简单，测量值精确，可实现多点测量，并对温度超过限制值，产生报警和数据采集。我们设置所测的温度高于70摄氏度时发生报警。 2.2方案流程图 3系统设计 3.1 硬件电路设计 硬件电路主要包括以下几个部分：51单片机、DS18B20测温电路、串口通信电路模块、鸣蜂报警器及数码显示电路。 器件名称 数量 MCS51单片机 1个 LED发光二级管 2个 蜂鸣器 1个 数码管（两个一组） 1个 三极管 2个 DS18B20 1个 电容 若干 电阻 若干 导线 若干 表一 3.1.1采集电路（温度传感器DS18B20） DS18B20温度传感器简介 DS18B20是美国Dallas公司生产的单总线数字温度传感器，在内部使用了在版（ON-BOARD）专利技术，全部传感器及转换元件电路集成在形如一只三极管的集成电路内，封装如图： NC：空引脚，悬空不用。 VDD：可选电源脚，电源电压范围3～5.5V，当器件工作，在寄生电源时，此引脚必须接地。 DQ（4脚）：数据输入／输出脚。漏极开路，常态下高电平。 GND:电源地 DS18B20主要特性 温度测量范围为，固有测温分辨率为0.5V； 测量结果以9为数字量方式进行串行传送； 用户可设置报警温度上下限； 在使用中不需任何外围器件； 工作原理该传感器的与众不同是利用温敏振荡器的频率随温度的变化关系，通过对震荡周期的计数来实现温度的测量。为了扩大测温范围和提高分辨率，使用了一个低温系数振荡器和一个高温系数震荡器分别进行计数，并采用了非线性累加器等电路来改善线性。故DS18B20具有良好的特性，而且售价低廉 DS18B20温度与输出关系表 表二 实际温度值 数字输出（二进制） 数字输出（十六进制） +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +25.0625℃ 0000 0001 1001 0001 0191H +10.125℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +0.5℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H -0.5℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H -10.125℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH -25.0625℃ 1111 1110 0110 1111 FE6EH -55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20与51的连接 利用51单片机I/O口中的任一位都可以与单总线进行双向数据，通过单总线可以方便的构建分布式单片机测控系统。 工作过程 51单片机首先发复位DS18b20的负脉冲，接着收DS18B20的应答脉冲，这时51单片机再发ROM命令，最后发存储和控制命令。 DS18B20的存