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单片机的DSB数字温度计的实训报告
天津电子信息职业技术学院
暨国家示范性软件职业技术学院
单片机实训
题 目: 用MCS-51单片机和
18B20实现数字温度计
姓 名:
系 别: 网络系
专 业: 计算机控制技术
班 级: 计控
指导教师: * 伟
时间安排:2013年1月7日 至 2013年1月11日
摘要
随着国民经济的发展,人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。
在日常生活及工业生产过程中,经常要用到温度的检测及控制,温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产过程中,为了高效地进行生产,必须对它的主要参数,如温度、压力、流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中占有相当大的比例。温度测量是温度控制的基础,技术已经比较成熟。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,这些方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。 我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,温度范围为-55~125 oC,最高分辨率可达0.0625 oC。DS18B20可以直接读出北侧温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件,测量范围0℃-~+100℃,使用LED模块显示,能设置温度报警上下限。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器DS18B20的原理,AT89C51单片机功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键词:单片机,数字控制,温度计, DS18B20,AT89S51
第1章.数字温度计总体设计方案
1.1数字温度计设计方案论证
1.1.1方案一
由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。
1.1.2 方案二
(1).进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,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。
从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。
(2).方案二的总体设计框图
温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用4位LED数码管以串口传送数据实现温度显示
图1 总体设计方框图
第2章 数字温度计详细设计
2.1 主控制器AT89S51
2.1.1 AT89s51的特点及特性:
40个引脚,4k bytes flash片内程序存储器,128 bytes的随机存取数据存储器(ram),32个外部双向输入/输出(i/o)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(wdt)电路,片内时钟振荡器。?????? 此外,at89s51设计和配置了振荡频率可为0hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,cpu暂停工作,而ram定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存ram的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有pdip、tqfp和plcc等三种封装形式,以适应不同产品的需求。? 主要功能特性:? · 兼容mcs-51指令系统 · 4k可反复擦写(1000次)isp flash rom? · 32个双向i/o口 · 4.5-5.5v工作电压? · 2个16位可编程定时/计数器 · 时钟频率0-33mhz? · 全双工uart串行中断口线 · 128x8bit内部ram? · 2个外部中断源 · 低功耗空闲和省电模式? · 中断唤醒省电模式 · 3级加密位? · 看门狗(wdt)电路
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