基于单片机的数字温度计设计（含程序、仿真图） 大学毕设论文.doc

基于单片机的数字温度计设计 1 。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差。与传统的温度计相比,这里设计的数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。选用 AT89C51 型单片机作为主控制器件, DSl8B20 作为测温传感器通过 4位共阳极 LED 数码管串口传送数据,实现温度显示。通过 DSl8B20 直接读取被测温度值,进行数据转换,该器件的物理化学性能稳定, 线性度较好,在 0℃~100 ℃最大线性偏差小于 ℃。该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。另外,该温度计还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。 2 系统硬件设计方案根据系统功能要求,构造图 1所示的系统原理结构框图。图1 系统原理结构框图 单片机的选择 AT89C51 作为温度测试系统设计的核心器件。该器件是 INTEL 公司生产的 MC S 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。不仅结合了 HMOS 的高速和高密度技术及 CHMOS 的低功耗特征,而且继承和扩展了 MCS —48单片机的体系结构和指令系统。单片机小系统的电路图如图 2所示。图2 单片机小系统电路 AT89C51 单片机的主要特性: (1) 与 MCS-51 兼容, 4K 字节可编程闪烁存储器; (2) 灵活的在线系统编程,掉电标识和快速编程特性; (3) 寿命为 1000 次写/擦周期,数据保留时间可 10年以上; (4) 全静态工作模式: 0Hz-33Hz ; (5) 三级程序存储器锁定; (6) 128*8 位内部 RAM , 32可编程 I/O 线; (7) 两个 16位定时器/计数器, 6个中断源; (8) 全双工串行 UART 通道,低功耗的闲置和掉电模式; (9) 看门狗( WDT )及双数据指针; (9) 片内振荡器和时钟电路; 温度传感器介绍 DS18B20 可以程序设定 9~12 位的分辨率,精度为± °C。可选更小的封装方式, 更宽的电压适用范围。分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在 EPROM 中,掉电后 1 2 3 4 5 6 A B C D 6 5 4 3 2 1 D C B A Title Number Revision Size B Date: 8-Jun-2009 Sheet of File: E:\baihao\毕业论文\郑汉滔\设计\原理图\4个 Drawn By: 1 2 3 4 5 6 7 8 RST 9 RXD/ 10 TXD/ 11 INT0/ 12 INTI/ 13 T0/ 14 T1/ 15 WR/ 16 RD/ 17 XTAL2 18 XTAL1 19 VSS 20 22 23 24 25 26 27 28 PSEN 29 ALE 30 BA 31 32 33 34 35 36 37 38 P00/AD0 39 VCC 40 21 U AT89C51 Y112M C2 22PF C3 22PF C1 10UF S1 RESET R1 10K VCC 依然保存。温度传感器 DS18B20 引脚如图 3所示。 8 引脚封装 TO - 92 封装图3 温度传感器引脚功能说明: NC :空引脚,悬空不使用; VDD :可选电源脚,电源电压范围 3~ 。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。 DQ :数据输入/输出脚。漏极开路,常态下高电平。 GND :为电源地 DS18B20 内部结构主要由四部分组成: 64位光刻 ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL 、配置寄存器。光刻 ROM 中的 64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该 DS18B20 的地址序列码。 64位光刻 ROM 的排列是:开始 8位( 28H )是产品类型标号,接着