单片机课程设计（论文）-基于单片机的数字温度计设计精选.doc

辽 宁 工 业 学 院 单片机课程设计（论文） 题目： 数字温度计设计 院（系）：电子与信息工程学院 专业班级： 电子081 学 号： 指导教师： 教师职称： 讲师 起止时间：2011.07.04—2011.07.10  课程设计（论文）任务及评语 （院系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程教研室 学 号 学生姓名 专业班级 电子081班 课程设计（论文）题目 数字温度计 课程设计（论文）任务 任务和要求： 温度测量范围-℃～0℃ 2、测量误差小于0.℃ 3、具有LED数码显示 设计内容： 1、分析设计要求，明确性能指标；查阅资料、设计方案分析对比。 2、论证并确定合理的总体设计方案，绘制总体结构框图，分析工作原理。 3、完成各单元具体电路的设计：单片机最小系统、、显示等电路。包括元器件选择、工作原理分析。 4、写出程序流程图及汇编源程序。 5、完成课程设计说明书。 目录 1 绪 论 1 1.1 背 景 1 2 设计要求与方案论证 2 2.1 设计要求 2 2.2 方案论证 2 2.3 总体设计方案 3 3 硬件设计 4 3.1 主要元件介绍 5 3.1.1 主控制器 5 3.1.2 温度传感器DS18B20 7 3.2 显示电路 14 3.3 DS18B20与单片机的接口电路 16 3.4 复位电路 17 4 软件设计 18 5 调试 19 5.1 软件调试 19 5.2 系统调试 19 5.3 数据检测 20 总 结 20 参考文献 21  1 绪 论 1.1 背 景 单片机，更确切的应称作微控制器，是20世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，其特点是功能强大、体积小、可靠性高、价格低廉。它一面世便在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领域得到广泛应用，极大地提高了这些领域的技术水平和自动化程度。因此，单片机的开发、应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它给人带来的方便也是无可置疑的，其中数字温度计就是一个典型的例子。随着人们对它的要求越来越高，要为现代人工作和生活提供更好、更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化控制、智能化控制方向发展。 温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学实验（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）中，有特别重要的意义。目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。现在所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计，这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。本文所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温准确等优点，其输出温度采用数字显示，主要供测温要求准确的场所和科研实验室使用。 2 设计要求与方案论证 2.1 设计要求 本设计主要是应用51系列单片机设计一个数字温度计，该数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于要求测温比较准确的场所或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机STC89C51，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管实现温度显示,其主要功能有： 数字温度计测温范围：-25~50℃； 可以实现四位温度显示，温度值精确到小数点后一位； 测温误差在正负0.1℃以内。 2.2 方案论证 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，将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。 方案二： 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，传统的测温原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，在转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下： 硬件电路复杂； 软件调试复杂； 制作成本高。 方案三： 采用智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-25~50℃，最高分辨率可达0.0625℃。 DS18B20可以直接读出被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 图2-1 数字温度计总体电路结构框图 3 硬件设计 温度计电路设计原理图如图3-1所示，控制器使用单片机STC89C51，温度传感器使用DS18