单片机课程设计--基于51单片机的数字温度计设计.doc

课程名称:单片机原理及应用课程设计
设计题目: 数字温度计
系别: 通信与控制工程系
专业: 自动化
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学生姓名:
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起止日期:
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教研室主任:
摘要
随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,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,当温度不在设置范围内时,可以报警。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STC89C52,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管实现温度显示。使用矩阵键盘来调节报警温度的上下限。
关键词:单片机,数字控制,温度计, DS18B20,STC89C52
目录
设计要求 4
1设计 4
4
4
2硬件模块设计 5
5
5
6
6
3软件模块设计 8
8
9
计算温度子程序 9
显示数据刷新子程序 9
4系统调试 10
5 总结与体会 11
参考文献 12
附录一:八段共阳数码管段码表 13
附录二:元器件清单 14
附录三:DS18B20温度与表值对应表 15
附录四:数字温度计的源程序 16
数字温度计
设计要求
本课题以单片机为核心,设计并制作一个数字温度计,具有以下功能:
1、测温范围:10℃~40℃;
2、分辨率:0~1℃;
3、温度输出显示:2 位;
4、设定上下限(下限18℃,上限25℃),超出范围时报警。
1设计

由于本设计是测温电路,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,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,感温电路比较麻烦。

进而考虑到用温度传感器,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,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。
从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。
主控制器
单片机复位
报警点按键调
时钟振荡
温度计传感器
LED显示
图1 总体设计方框图
2硬件模块设计

本设计采用主控芯片是STC89C52,外加一IO接口扩展芯片8255来控制键盘与数码管的工作。8255具有3个8位并行口PA,PB和PC。如图2所示:
图2 单片机STC89C52与8255

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新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,~;
●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;
图3 DS18B20

LED数码管来显示当前的温度和设置报警温度时显示报警温度上下限的值。此电路采用的是共阳极的六位数码管,PA0~PA5为数码管的位选,PB口为数码管的段选。低电平有效。电路如图4所示:
图4 数码管显示硬件电路

此电路为高电平复位电路。进行复位操作时,外部电路需在RST引脚产生两个机器周期(即24个时钟周期)以上的高电平。如图6所示,按下键盘,电源对C1充电,使RST端快速产生高电平;松开按键,C1向芯片的内阻放电,恢复为低电平,从而使单片机可靠复位。
图5 复位模块
报警模块采用的蜂鸣器,,通过高低电平交错出现加上延时程序,便能发出声音。当检测到的温度超过上下限时,蜂鸣器报警。如图6所示:
图6 报警