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第1章 概述
1.1 数字温度计简介
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。
此次课程设计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,其输出温度采用数字显示,主要用于对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AT89S51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
1.2 设计内容及要求
本次单片机课程设计将以51系列单片机为核心,以开发板为平台;设计一个数字式温度计,要求使用温度传感器(可以采用DS18B20或采用AD590)测量温度,再经单片机处理后,由LED数码管显示测量的温度值。测温范围为0~100℃,精度误差在0.5℃以内。
第2章 系统总体方案设计
2.1数字温度计设计的方案
在做数字温度计的单片机电路中,对信号的采集电路大多都是使用传感器,这是非常容易实现的,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。采集之后,通过使用51系列的单片机,可以对数据进行相应的处理,再由LED显示电路对其数据进行显示。
2.2系统设计框图
温度计电路设计总体设计方框图如图2.1所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用6位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。此外,还添加了报警系统,对温度实施监控。
图2.1 数字温度计框图
第3章 硬件设计
3.1主控器8051 芯片
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。AT89C51 以低价位单片机可为提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域,对于简单的测温系统已经足够。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该器件是INTEL公司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品,采用了可靠的CMOS工艺制造技术,具有高性能的8位单片机,属于标准的MCS—51的CMOS产品。其主要特征有如下几个:
● 与MCS-51 兼容
● 4K字节可编程FLASH存储器
● 寿命:1000写/擦循环
● 数据保留时间:10年
● 全静态工作:0Hz-24MHz
● 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HYPERLINK /view/281961.htm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
AT8951的管脚如下图所示:
图3.1 AT89C51芯片管脚图
各管脚功能:VCC:供电电压。 GND:接地。 P0~P3:为输入/输出口线,其各有的功能,而P3口每一位还有特殊功能。 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。 /PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。 XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的输出。
3.1.1 时钟电路 80C51时钟有两种方式产生,即内部方式和外部方式。80C51中有一个构成内部震荡器的高增益反向放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。本次采用内部震荡电路,瓷片电容采用22PF,晶振
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