基于单片机的数字温度计的设计课程设计报告

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1、单片机原理及系统课程设计报告单片机原理及系统课程设计评语：考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）专业：xxxxxxx班级：xxxxxx姓名：xxxxx学号：xxxxxxx指导教师：xxxxxxxXxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx2013年3月7日单片机原理及系统课程设计报告基于单片机的数字温度计的设计摘要本课程设计主要介绍基于AT89C51单片机和DS18B20数字温度传感器的温度测量系统。该系统以AT89C51单片机为主控制芯片，采用数字温度传感器DS1

2、8B20实现温度的检测；采用LED数码管，显示被测的温度值；采用发光二极管可以直观的显示温度的大致范围。关键字：数字温度计；单片机；DS18B20AbstractThiscourseisdesignedtointroduceatemperaturemeasurementsystembasedontheAT89C51andthedigitaltemperaturesensor.IttakesAT89C51SCM(SingleChipMicrocomputer)asmaincontrolchip,usingthed

3、igitaltemperaturesensorDS18B20torealizetemperature,andusingtheLED(Light-emittingDiode)digitaltubetodisplaythemeasuredtemperaturevalue,thelight-emittingdiodescanintuitivelydisplaythetemperaturerange.KeyWords:Digitalthermometer,SCM,DS18B201引言传统的温度计大多以热敏电阻作为温度传

4、感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，且传统的温度计存在反应速度慢，读数麻烦，测量精度不高，误差大等缺点而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。所以本次设计选用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计，以改善传统温度计的不足。该数字温度计利用DS18B20温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成单片机能够处理的数字信号后送到单片机进行处理变换，最后显示在共阳极数码管上。2设计方案及原理根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单

5、片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。12单片机原理及系统课程设计报告该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器用4位共阳极LED数码管以动态扫描法实现。检测范围20摄氏度到35摄氏度，超过上下限范围报警并且指示灯闪烁。总体设计方框图如图2.1所示。图2.1总体设计方框图3硬件设计3.1温度采集电路DS18B20温度传感器是一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等

6、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。它具有独特的单线接口方式，仅需要一个端口引脚就能够进行通信，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能，无需外部器件等特点。因此用它来组成一个测温系统十分方便，不需要外部任何元器件即可实现测温，只要求一个端口即可实现通信。另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须严格按照协议进行。具体的操作协议为：初始化DS18B2

7、0(发复位脉冲)→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。DS18B20只有三个引脚：VCC、DQ、GND。本设计将温度传感器的数字输入输出引脚DQ与单片机的I/O口P3.7相连结，而另外的两个引脚分别是GND接地，VCC接电源。单片机与温度传感器的连接图如图3.2所示。图3.2单片机与温度传感器的连接图12单片机原理及系统课程设计报告3.2报警电路报警电路连接图如图3.3所示。图3.3报警电路图系统中的报警电路是由三极管，蜂鸣器，发光二极管和限流电阻组成。其中P1.7接蜂鸣器，P2.0接温度上限指示灯（

8、红灯），P2.6接温度下限指示灯（黄灯）。报警电路的具体实现的功能：当所测温度值在20℃到35℃之间时，蜂鸣器不响，指示灯不亮；当超过35℃时红灯闪烁，蜂鸣器响；当低于20℃时黄灯闪烁，蜂鸣器响。3.3显示电路图3.4数码管显示电路显示电路采用4位共阳极LED数码管显示，P0口作为段码输出，12单片机原理及系统课程设计报告P3口的低四位经反相器驱动作为数码管的位选端。采用动态扫描的方式