数字温度计 毕业设计论文.doc

温度计设计报告 1 设计概况 设计概述本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 AT89C52 ,测温传感器使用 DS18B20 ,用两只 4位共阴极 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。 设计符合以下要求: ■基本范围-20 ℃-70 ℃■精度误差为± ℃■ LED 数码管直读显示,当温度为“负”,则显示负号;最低位显示摄氏度符号“C”。■当温度不在基本范围内时,蜂鸣器报警■当温度大于 70℃,发光二极管闪烁;当温度小于-20℃,发光二极管闪烁 所用材料: 温度传感器 DS18B20 一个, AT89C52 一个, 12M 晶振一个,四位共阴极数码管两个,蜂鸣器一个,发光二极管两个,电阻电容及导线若干。 2 方案的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图 1所示,控制器采用单片机 AT89C52 ,温度传感器采用 DS18B20 ,用两只 4位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。图1总体设计方框图 主控制器主控制器采用单片机 AT89C52 。 AT89C52 是一个低电压,高性能 CMOS 8位单片机,片内含8kbyte s的可反复擦写的Flas h只读程序存储器和 256 byte s的随机存取数据存储器(RAM ), 器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准 MCS-51 指令系统,片内置主控制器 LED 显示温度传感器时钟振荡蜂鸣器发光二极管 2 通用 8位中央处理器和 Flash 存储单元,功能强大的 AT89C52 单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89C52 有40个引脚, 32个外部双向输入/输出( I/O )端口,同时内含 2个外中断口, 3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口, 2个读写口线, AT89C52 可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起, 特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本。 显示电路显示电路采用两只 4位共阴 LED 数码管和数码管的驱动芯片 74LS245 。 四位数码管如图所示: 图2数码管的外形尺寸图3数码管的引脚排布注:管脚顺序:从数码管的正面看,以第一引脚为起点,管脚的顺序是逆时针排列的。 A-11 B-7 C-4 D-2 E-1 F-10 G-5 DP-3 数码管的驱动芯片 74LS245 74LS245 用来驱动 led 或者其他的设备,它是 8路同相三态双向总线收发器,可双向传输数据*74LS245 还具有双向三态功能,既可以输出,也可以输入数据。 3 *当8051 单片机的 P0口总线负载达到或超过 P0最大负载能力时,必须接入 74LS245 等总线驱动器*/G=1, DIR=X(X=0 或者 1),输入和输出均为高阻态;高阻态的含意就是相当于没有这个芯片。*当/G低电平有效时, DIR= “0”,信号由 B向A传输(接收) DI ; DIR= “1”,信号由 A向 B传输;(发送)。图474LS245 引脚分布 温度传感器 DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司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 ~ V; ●零待机功耗; ●温度以9或12位数字; ●用户可定义报警设置; ●报警搜索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 详细引脚功能描述见下表。序号名称引脚功能描述 4 1GND地信号 2DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源。 3VDD 可选择的 VDD 引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。 通信过程: (1)主机拉低单总线至少 480us 产生复位脉冲; (2)主机释放单总线,进入接收模式,释放时产生上升沿; (3)单总线器件检测到上升沿,延时 15-60us ; (4)单总线器件通过拉低总线 60-240us 来产生应答脉冲; (5)主机接受应答信号,对从机 R