数字温度计设计-毕业设计

I数字温度计设计学生：XXX指导教师：XXX内容摘要：在这个信息化高速发展的时代，单片机已经成为最经典的微控制器，单片机技术普及到我们的生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种较为成熟的技术，作为一名工科类学生，我们已经学习了单片机，就应该把它熟练的应用到我们的实际生活当中。本文将要介绍一种单片机控制的数字温度计，这种温度计属于多功能温度计，它具有读数方便，测温范围广，测温准确，数字显示，适用范围宽等特点。主要用于对测温要求比较准确的场所，或科研室使用，该设计控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，本温度计可以调整显示日期、时间，可设定最低、最高温度报警值。测量温度超过设定的温度上、下限，启动蜂鸣器和指示灯报警。温度显示稳定。在实现温度显示的同时，能准确达到以上要求。关键词：数码管显示数字温度计DS18B20AT89S51IIDesignfordigitalthermometerAbstract:Intheinformationageofhigh-speeddevelopment,SCMhasbecomeoneofthemostclassicmicrocontroller,SCMtechnologyspreadtoourlives,work,research,invariousfields,hasbecomeamorematuretechnology,asanengineeringstudent,wehavestudiedtheSCM,itshouldbeagoodapplicationtoouractuallife.Thispaperwillintroduceakindofmicrocontrollercontrolofthedigitalthermometer,thethermometerbelongstothemultifunctionthermometer,ithasreadingconvenience,awiderangeoftemperaturemeasurement,accuratetemperaturemeasurement,digitaldisplay,wideapplicationrangeandotherfeatures.Mainlyusedformoreaccuratetemperaturemeasurementrequirementsofplaces,orscientificresearchroom,theuseofSCMAT89S51controllerdesign,theuseofDS18B20temperaturesensor,thethermometercanadjustthedisplaydate,time,cansettheminimum,maximumtemperaturealarmvalue.Measuringthetemperatureexceedsthesettemperature,lowerlimit,startalarmbuzzerandindicatorlight.Temperaturestability.Intherealizationoftemperaturedisplayatthesametime,canaccuratelyachievetheaboverequirements.Keywords:SCMdigitalcontroldigitalpipedisplaythermometerDS18B20AT89S52devicesIII目录前言.....................................................................11数字温度计设计方案的论证..............................................11.1方案一...........................................................11.2方案二...........................................................12数字温度计详细设计....................................................22.1主控制器AT89S51.................................................22.1.1AT89S51的特点及特性：......................................22.1.2管脚功能说明...............................................32.1.3振荡器特性.................................................52.1.4芯片擦除...................................................52.2温度采集部分的设计...............................................52.2.1温度传感器DS18B20..........................................52.2.2DS18B20温度传感器与单片机的接口电路.......................102.3显示部分电路设计................................................122.3.174LS164引脚功能及特性.....................................122.3.2显示电路..................................................132.4报警电路的实现..................................................142.5报警上、下限调整电路实现........................................142.6复位电路的实现..................................................143系统软件设计.........................................................153.1主程序..........................................................153.2读出温度子程序..................................................163.3温度转换命令子程序..............................................173.4计算温度子程序..................................................183.5显示数据刷新子程序..............................................193.6系统的调试过程..................................................194结束语...............................................................20附录１：程序清单........................................................21附录2：整体设计原理图..................................................29IV参考文献：..............................................................301数字温度计设计前言随着人们生活水平的不断提高，单片机在我们的日常生活中越来越广泛，它带给人们的方便是不可否定的，不如说，数字温度计，现在人们对它的要求是越来越高，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单片机技术着手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计将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，测温准确的特点，其输出温度采用数字显示，该设计的控制器使用单片机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，能准确达到以上列出的要求。随着时代的进步与发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种较为成熟的技术。本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，但温度不在设置范围内时，可以报警。1数字温度计设计方案的论证1.1方案一由于本次设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随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，感温电路相对比较麻烦。1.2方案二★因为要考虑到温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，这类传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，可以满足设计要求。★方案二的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图1.2.1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用5位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。2图1.2.1总体设计框图从以上两种方案，很容易得出一个观点：采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单。2数字温度计详细设计2.1主控制器AT89S512.1.1AT89S51的特点及特性：AT89S51引脚图如图2.1.1-1所示，共有40个引脚，4kbytesflash片内程序存储器，128bytes的随机存取存储器（ram）,32个外部双向输入/输出（i/o）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（wd）电路，片内时钟振荡器。单片机复位报警点按键调整时钟振荡主控制器LED显示温度传感器3图2.1.1-1AT89S51引脚图此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0hz，并且可以通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而ram定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存ram的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有pdip、tqfp和plcc等三种封装形式，以适应不同产品的需求。主要功能特性：兼容mcs-51指令系统4k可反复擦写（100次）ipflashrom32个双向i/o口4.5-5.5工作电压2个16位可编程定时/计数器时钟频率0-33mhz全双工uart串行中断口线128x8bit内部ram2个外部中断源低功耗空闲和省电模式中断唤醒省电模式3级加密位看门狗（wdt）电路软件设置空闲和省电功能灵活的isp字节和分页编程双数据寄存器指针2.1.2管脚功能说明VCC：供电电压。GND:接地。P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出44TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程