基于51的数显温度计设计教程文件.ppt

* * 基于51单片机———数字显示温度计设计报告 设计任务及指标 1：设计任务： 　　　利用单片机和数字温度传感器，实现一个能精确测量并显示温度的实际应用系统，为低成本的数字温度测量系统设计提出一种新的解决方案。并需说明设计方案的构思依据、设计思路、系统原理、设计过程及系统工作流程图。 2：技术指标： ①系统稳定性高； ②使用四位数码管显示温度值； ③测量精度达0.5℃； ④要求系统具备复位功能； 方案比较 方案一（热电偶温差电路测温） 热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成，如图： 热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测结点的温度。数据采集可以通过A/D通道转化，利用单片机进行数据处理，在显示电路上显示出来。 优点：工作温度范围非常宽，且体积小 不足：存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点，并且这种设计需要用到A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二（数字温度芯片DS18B20 测量温） 1.DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。 2.在0—100 摄氏度时，最大线形偏差小于1 摄氏度。 3.采用了单总线的数据传输，可直接与计算机连接。 4.采用51 单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术 算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。 5.利用AT89C51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够 实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。该系统扩展性非常强。 系统框图 单片机 温度控制 报警电路 显示电路 温度传感器 键盘设定 从以上两种方案，容易看出方案一的测温装置可测温度范围宽、体积小，但是线性误差较大。方案二的测温装置电路简单、精确度较高、实现方便、软件设计也比较简单，故本次设计采用了方案二。 系统器件选择 1.单片机的选择 对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部 RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。单片机AT89C51 具有低 电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需 要。主要特性如下： 　　　 ●三级程序存储器锁定 ●128*8位内部RAM ●32可编程I/O线 ●两个16位定时器/计数器 ●5个中断源 ●可编程串行通道 ●低功耗的闲置和掉电模式 ●片内振荡器和时钟电路 ●与MCS-51 兼容 ●全静态工作：0Hz-24Hz ●三级程序存储器锁定 ●128*8位内部RAM ●32可编程I/O线 ●4K字节可编程闪烁存储器 ●寿命：1000写/擦循环 ●数据保留时间：10年 温度传感武器选择 DS18B20 最大的特点是单总线数据传输方式，数据 I/O 均由同一条线来完成。 DS18B20 的性能特点如下： ●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行双向通信 ●无须外部器件（DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元 件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内）； ●适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数 据线供电； ●温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃ ●零待机功耗 ●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正 常工作； *