ATC单片机的多点温度测量系统设计.docVIP

单片机应用系统设计 课 题：基于AT89C51单片机的多点温度测量系统设计 姓 名： 班 级： 学 号： 指导老师： 日 期： 目 录 一、绪论 ……………………………………………………………… 1 二、总体方案设计……………………………………………………1 三、硬件系统设计………………………………………………………1 1主控制器………………………………………………………………1 2 显示模块………………………………………………………………2 3温度采集模块…………………………………………………………3 3.1 DSl8B20的外部管脚及特点………………………………………………4 3.2 DS18B20的内部结构…………………………………………………………4 DS18B20的内存结构……………………………………………………5 3.4 DS18B20的测温功能及原理………………………………………………5 3.5 DS18B20温度传感器与单片机的连接……………………………………6 3.6提高DS18B20测温精度的方法………………………………………………6 四、系统软件设计………………………………………………………………6 五、系统仿真………………………………………………………………………9 六、设计总结……………………………………………………………………10 参考文献………………………………………………………………………11 附 录……………………………………………………………………………12 一、绪论 典型的温度测控系统是由模拟温度传感器、A/D 转换电路和单片机组成。但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号,必须经过A/ D 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口,使得硬件电路结构复杂,成本较高。近年来,由于以DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器的突出优点使得它得到充分利。DS18B20 集温度测量和A/ D转换于一体,直接输出数字量,接口几乎不需要外围元件,硬件电路结构简单,传输距离远,可以很方便的实现多点测量;与单片机接口几乎不需要外围元件,使得硬件电路结构简单,广泛使用于距离远,节点分布多的场合。 二、系统总体方案设计 本设计完成的任务是设计基于AT89C51单片机的多点温度测量系统，此系统能连续测量多点温度，测量精确度为0.1度，并在LCD显示器上完成显示。系统总体方案设计具体如下： 图1 总的来说，本系统有四大部分组成：单片机控制部分，温度显示部分，温度传感器组和测点选择开关部分。温度采集可以利用温度传感器测量目标物体的温度，该温度经处理成数字信号传送给单片机，单片机可以很高效的采集外部传送过来的数字信号，在其内部经软件算法处理，转化为相应的温度值经显示模块显示出所测得的温度。 三、硬件系统设计 1、主控制器（单片机） 基于设计的要求要使用AT89C51单片机作为本系统设计的核心器件。 由于 AT89C51 单片机是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能cMOS8 位微处理器。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，所以本系统采用 AT89C51 单片机作为系统的主控制器。其特点如下: ① 4K 字节可编程闪速程序存储器:1000 次循环写/擦 ② 全静态工作:OHz-24MHz ③ 三级程序存储器锁定 ④ 128 X 8 位内部数据存储器，32 条可编程 I/0 线 ⑤ 两个十六位定时器/计数器，六个中断源 ⑥ 可编程串行通道，低功耗闲置和掉电模式 2. 显示模块 本设计要求用LCD 显示器来显示测出的温度。LCD系列中LM016L型号的为2行16列液晶，可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口（共14线），工作电压为5V。没背光，和常用的1602B功能和引脚一样（除了调背光的二个线脚）。可以完全实现本设计的显示功能。 3.温度DS18B20的性能特点如下： 图2 3.3 DS18B20的内存结构 DSI8B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM （便笺式的内部存储器）和一个非易失性的可电擦除的EEPROM，