单片机原理与应用技术

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1、单片机原理与应用技术课程设计报告（论文）数字温度计专业班级应教042班姓　　名卢子权时间16～18周指导教师孔晓红　邵锋苗青林2007年11月29日基于单片机控制的数字温度计任务书一设计要求（一）基本要求1.基本范围-50℃-110℃2.精度误差小于0.1℃3.LED数码直读显示（二）扩展功能1.实现语音报数2.可以任意设定温度的上下限报警功能　二计划完成时间三周　1.第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。2.第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。3.第三周完成软件和硬件的联合调试。基于AT89S51单片机控制的数字温度计应教042班卢子权摘要：温度传感器技术的不段更新，

2、在单片机应用中体现着硬件电路和软件的结合的重要性，本设计是应用温度传感器DS18B20实现的，基于AT89S51单片机控制的数字温度计，电路设计简易实用，直观读数，操作简便，程序设计易懂，控制灵敏。结合51系列的单片机的硬件结构设计的，充分将软硬件合理的应用在设计中。关键词:温度计；DS18B20；AT89S51；并口显示。1.引言温度控制技术在现实生活中的应用也随着电子产品的不断发展而不断提高，基于单片机控制的数字温度计，电路设计简单实用，方便操作，有四位数码管显示电路，可以直接读出温度值。它使用常见的温度传感器DS18B20实现，使用单总线与单片机实现数据交换和通信。可以设定上下限温度值，

3、并有单片机检测是否超出温度报警限度，该设计结合以有的电路设计和编程思想，也易于实现制作。2.总体设计方案2．1设计思路由于数字集成温度传感器DS18B20内部设有A/D转换电路，输出直接为十六位的二进制数据，因此可以直接和单片机通信，单片机通过内部处理将其通过并口显示出来，使用并口动态扫描显示，用P0口做控制位，可以设定上下限温度值，如果温度超过了所设定的温度界限，就发出报警声，所测温度范围内的值可以精确的显示在显示器中。考虑到温度上下限的设定，电路还加入了按键控制和掉电存储电路，可以任意设定温度上下限。掉电存储电路的功能是，当电源的电压值下降被检测到，随即将单片机内的RAM数据保存起来。2．

4、2总体设计方框图控制单片机显示电路温度传感器键盘设定电路驱动电路报警电路图2.1总体设计方框图3．电路原理分析3.1温度采集电路温度采集电路有集成温度传感器DS18B20组成，它是一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等感温元件相比，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。利用单总线与单片机传输数据，其性能特点如下：１、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信２、多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能３、无须外部器件４、可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5Ｖ５、零待机功耗６、温度以９或１２位数字７、用户可定义的非易失性

5、温度报警设置8、测温范围为-55℃～+125℃，其中在-10℃～+85℃的范围内的测量精度为±0．5℃DS18B20采用３脚ＰＲ－３５封装，其外形封装图如图3.1所示。其各引脚的功能说明如表3--1所示。图3.1DS18B20封装外形图表3.1DS18B20引脚功能DS18B20内部结构主要由4部分组成：64位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。总线仅由一根线组成，与总线相连的器件应具有漏极开路或三态输出，以保证有足够负载能力驱动该总线。DS18B20的DQ端是开漏输出的，单总线要求加一只5kΩ左右的上拉电阻。DS18B20的另一特点是，在没有外部电源供电的情况下

6、传感器可改为用唯一的数据传输线(DQ)供电。传感器只有三根外引线，单总线数据传输端口DQ，共用地线GND，外供电源线VDD。DS18B20的原理图见附录图所示。单总线数据的传输有控制机根据DS18B20的复位时序和读写时序对其进行操作的。DS18B20通过数据总线DQ将转换后的二进制数据送入单片机内进行处理。由于篇幅有限，关于数据的传送和时序的控制，这里不做详细介绍。3.2并口驱动显示电路为了节省硬件资源，本电路采用并行口动态扫描显示，使用共阴极的数码管显示。用单片机的P2口输出要显示的字型码，同时用P0口输出字段控制信号。P2口送出经过处理后的温度数据的七段显示代码，经过74LS245驱动后

7、，送LED数码管显示，同时在一定间隔内也送出各位数码管的选通信号，就显示出此时的温度值。显示驱动电路如下图3.2所示，图3.2显示电路图中四位数码管从左至右分别有从P0口输出的字段控制位选通，由于P0口输出需灌电流，因此加上拉电阻RP2，通过限流电阻RP3后在送到各位数码管的阴极。74LS245为双向驱动通过控制端设置为数据从A向B传输，DIR=1，E=0。电路工作主要依靠软件程序设计实现，编程时