单片机设计数字温度计大学学位论文.doc

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1、单片机设计数字温度计摘要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。随着现代信息化技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能独立工作的温度检测系统已广泛应用于各种不同的领域。本文介绍了一个基于STC89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温系统，并用L

2、ED数码管显示温度值，易于读数。系统电路简单、操作简便，能任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值，系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。本设计以STC89C52RC单片机为控制核心，由实时时钟芯片DS1302和数字温度传感器DS18B20构成了一个高温和低温时,分别对相应的器件进行控制的系统。详细地介绍了整个系统的硬件组成结构、工作原理和系统的软件程序设计，重点阐述了时钟模块、显示模块、温度检测模块及相关控制模块等的模块化设计思路与制作。系统采用液晶LCD1602作为显示器，具有实时时间显示、环境温度显示，显示系统连续工作前24小时整点的温度值。在本设计

3、中，软件程序均采用C语言编写，便于移植与升级。关键词：单片机数字温度传感器温度计1目录一、设计要求11.1基本要求11.2扩展功能1二、总体方案设计12.1方案论证12.1.1方案一12.1.2方案二12.2总体设计框图1三、硬件设计23.1单片机系统23.2数字温度传感器模块33.2.1DS18B20性能33.2.2DS18B20外形及引脚说明43.2.3DS18B20接线原理图43.2.4DS18B20时序图43.2.5数据处理63.3显示电路73.4声光报警电路73.5键盘输入电路8四、软件设计84.1主程序模块84.2读温度值模块94.3中断模块114

4、.4温度查询模块124.5温度设定、报警模块134.6数码管驱动模块15五、总结16参考文献：171一、设计要求1.1基本要求实现实时温度显示，测温范围0～500C，误差50C以内。1.2扩展功能温度报警，能任意设定温度范围实现声光报警；每隔10分钟记录一次温度数据，至少能查询过去10个时刻的温度情况。二、总体方案设计2.1方案论证2.1.1方案一由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件，将随被测温度变化的电压或电流采样，进行A/D转换后就可以用单片机进行数据处理，实现温度显示。这种设计需要用到A/D转换电路，增大了电路的复杂性，而且要做到高精度也比较

5、困难。2.1.2方案二考虑到在单片机属于数字系统，容易想到数字温度传感器，可选用DS18B20数字温度传感器，此传感器为单总线数字温度传感器，起体积小、构成的系统结构简单，它可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，即可实现温度显示。另外DS18B20具有3引脚的小体积封装，测温范围为-55~+125摄氏度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，其测量范围与精度都能符合设计要求。以上两种方案相比较，第二种方案的电路、软件设计更简单，此方案设计的系统在功耗、测量精度、范围等方面都能很好地达到要求，故本设计采用方案二。2.2总体设计框图本方案设计的系统由单片机系统、

6、数字温度传感器、LED显示模块、按键控制模块、温度报警模块组成，其总体架构如下图1。17单片机报警电路显示电路驱动电路测温电路按键输入电路时钟、复位电路图1系统总体方框图三、硬件设计3.1单片机系统1.本设计采用STC89C52单片机作为控制器，完成所有功能的控制，包括：lDS18B20数字温度传感器的初始化和读取温度值lLED数码管显示驱动与控制l按键识别和响应控制l温度设置和报警l温度值的存储和读取2.单片机系统电路原理图：17图2单片机系统原理图3.2数字温度传感器模块3.2.1DS18B20性能l独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信l简单的多点分布应

7、用l无需外部器件l可通过数据线供电l零待机功耗l测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增l可编程的分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃l温度数字量转换时间200ms，12位分辨率时最多在750ms内把温度转换为数字l应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计和任何热感测系统l负压特性：电源极性接反时，传感器不会因发热而烧毁，但不能正常工作3.2.2DS18B20外形及引脚说明图3DS18B20外形及引脚lGND：地lDQ：单线运用的数据输入/输出引脚lVD：可选的电源引脚173.2.3DS18B20接线

8、原理图单总线通常要求接一个约4.7K左