基于单片机数字温度计课程设计

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1、理工大学创新实践周课程设计目录1.背景与意义12.设计方案13.电路设计23.1主控制器23.2显示电路23.3温度传感器23.4DS18B20与单片机的接口电路43.5元器件清单43.6原理图设计54.程序相关64.1DS18B20.c65.实物图116.使用说明127.总结138.参考文献140理工大学创新实践周课程设计基于单片机的数字温度计设计与制作1.背景与意义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

2、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。现代测温应用中，温度计向数字化方向发展。传统的机遇物理方法的温度计功能单一，而数字温度计以其便携，检测精度高，功能多等优点应用的越来越广泛。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。本课程设计研究四位数字温度计的设计与实现，并采用Protues软件和Keil软件来对其进行仿真，

3、通过电阻值的变化使相应电压发生改变，输出电压经A/D转换后，其值由AT89C2051处理，最后将其显示在4个七段数码显示器上。随着技术的发展，一些环境比较恶劣的场合中也能觅得数字温度计的踪迹。在本文中，主要从功能组合，硬件组合，软件算法等几个方面探讨温度计的设计。数字温度计在现代测温应用方面具有诸多优势，值得进一步学习和研究。2.设计方案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AT89C2051，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极L

4、ED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。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AT89C2051，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。13理工大学创新实践周课程设计主控制器LED显示温度传感器单片机复位时钟振荡报警点按键调整图1　总体设计方框图3.电路设计3.1主控制器单片机AT89S51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，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用三节电池供电。3.2显示电路显示电路采用3位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段

5、码。3.3温度传感器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，电压范围为3.0~5.5Ｖ；13理工大学创新实践周课程设计●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

6、；●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采用3脚PR－35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图2所示。C64位ROM和单线接口高速缓存存储器与控制逻辑温度传感器高温触发器TH低温触发器TL配置寄存器8位CRC发生器VddI/O图2DS18B20内部结构64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高

7、速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器,头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。13理工大学创新实践周课程设计3.4DS1