基于单片机数字温度计课程的设计.doc

目录 1.背景与意义 1 2.设计方案 1 3.电路设计 2 3.1 主控制器 2 3.2 显示电路 2 3.3 温度传感器 2 3.4 DS18B20与单片机的接口电路 4 3.5 元器件清单 4 3.6 原理图设计 5 4.程序相关 6 4.1 DS18B20.c 6 5.实物图 11 6.使用说明 12 7.总结 13 8.参考文献 14  基于单片机的数字温度计设计与制作 1.背景与意义 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，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 现代测温应用中，温度计向数字化方向发展。传统的机遇物理方法的温度计功能单一，而数字温度计以其便携，检测精度高，功能多等优点应用的越来越广泛。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，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本课程设计研究四位数字温度计的设计与实现，并采用Protues软件和Keil 软件来对其进行仿真，通过电阻值的变化使相应电压发生改变，输出电压经A/D转换后， 其值由AT89C51处理，最后将其显示在4个七段数码显示器上。随着技术的发展，一些环境比较恶劣的场合中也能觅得数字温度计的踪迹。在本文中，主要从功能组合，硬件组合，软件算法等几个方面探讨温度计的设计。数字温度计在现代测温应用方面具有诸多优势，值得进一步学习和研究。 图1　总体设计方框图 3.电路设计 3.1 主控制器 单片机AT89S51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，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用三节电池供电。 3.2 显示电路 显示电路采用3位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。 3.3 温度传感器 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。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通信； ●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； ●无须外部器件； ●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ； ●零待机功耗； ●温度以9或12位数字； ●用户可定义报警设置； ●报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； ●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； DS18B20采用3脚PR－35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图2所示。 图2 DS18B20内部结构 64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。 DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器,头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。 3.4 DS18B20与单片机的接口电路 DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源.另一种是寄生电源供电方式，如图3所示。单片机端口接单线总线，为为保证有效DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。