单片机的数字温度计设计6.docVIP

编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题 目 基于单片机的数字温度计设计 学生姓名 学 号 系 部 专 业 班 级 指导教师 顾问教师 二〇一二年六月摘要 本文主要介绍了一个基于AT89S51单片机利用温度传感器DS18B20开发测温系统，该系统可以方便的实现温度显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点。它的主要元件是：控制器—AT89C2051、温度传感器—DS18B20、数码管—LED，主要原理是利用DS18B20可以很好的转换温度值，并且直接显示温度值，它的性能优于传统的感温元件并且省去了A\D、和模拟开关的设计。此外AT89S51体积小并且可以直接驱动LED，这样大大化简了设计的难度并且降低了成本。该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：AT89S51单片机; DS18B20传感器；数码管显示。 目 录 摘要 I 第一章绪论 1 1.1课题背景及研究意义 1 1.2 单片机的运用 1 1.3温度计的设计思路 1 第二章 系统方案论证 3 2.1 方案一 3 2.2 方案二 3 2.3方案三 4 2.4 方案的总体设计 4 2.5温度计设计的要求 5 第三章 数字温度计的设计 7 3.1主控制器 7 3.1.1 AT89S51单片机的内部资源: 7 3.1.2 引脚功能 7 3.1.3单片机的最小系统 9 3.2温度传感器 10 3.2.1 DS18B20的特点 10 3.2.2 DS18B20的内部结构 11 3.2.3 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 12 3.3电源电路 13 3.4时钟电路 14 3.5复位电路 14 3.6 显示电路 15 第四章 软件设计 17 4.1 主程序 17 4.1.1读出温度计程序 17 4.1.2温度转换命令字程序 18 4.1.3计算机子程序 19 4.1.4显示数据刷新子程序 19 第五章 总结与展望 21 致 谢 23 参考文献 24 附录1 汇编源程序代码 25 附录2 数字温度计设计总图 31 第一章绪论 1.1课题背景及研究意义 随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。 使用单片机作为核心控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。 1.2 单片机的运用 单片机是一种特殊的计算机,它是在一块半导体的芯片上集成了CPU,存储器，RAM，ROM，及输入与输出接口电路，这种芯片称为:单片机。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便的优点，使它迅速的得到了推广应用，目前已成为测量控制系统中的优选机种和新电子产品中的关键部件。单片机已不仅仅局限于小系统的概念，现已广泛应用于家用电器，机电产品，办公自动化用品，机器人，儿童玩具，航天器等领域。 1.3温度计的设计思路 本次课程设计，就是用单片机实现温度控制，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。所以采用DS18B20温度传感器来实现基于AT89S51单片机的数字温度计的设计。 温度计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的热敏电阻不同，DS18B20可直接将被测温度转换为串行数字信号，测温范围为一55～125℃，最高分辨可达0．0625℃ ，温度传感器DS18B20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、易使用和精度等特点。按照系统