基于单片机的数字温度计设计方案

《基于单片机的数字温度计设计方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于单片机的数字温度计设计方案1.1数字式温度计的设计目的与要求要想基于AT89C51系列单片机的应用与开发，就要了解单片机的构造及原理，熟悉单片机最小系统及其应用。同时巩固和加强“单片机接口技术”课程的理论知识，掌握单片机系统一般的设计方法，并了解电子产品研制开发过程。在设计完成过程中，学会培养独立分析问题和解决问题的能力以及创新能力和创新思维。不断提高自身分析问题和解决问题的能力以及创新能力和创新思维。作为此次毕业设计的最终成果，本文对数字式温度计的设计要求如下：1、数字式温度计的基本范围在-50℃-110℃之间；2、数字式温度计的精度误差小于0.5℃；3、数字式

2、温度计要用LED数码管直读显示；4、同时要具有支持扩展的相关功能；　5、要具有任意设定数字式温度计温度上下限功能；6、超过温度计上下限，要具有报警功能。1.2数字式温度计设计思路本次设计将以AT89C51单片机作为核心器件，组成一个具有多种拓展功能的数字式温度计。此次设计采用模块化编程方法，将各个功能细化，逐个完成，最终实现整个温度计功能。在最初的设计方案中，有两种方式可供选择：-31-一种是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，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计

3、需要用到A/D转换电路。另外一种则是考虑到用温度传感器。采用一只温度传感器DS18B20，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。以上两种方案第二种更为简单明了，避免了AD转换电路的复杂应用。因此本次设计采用了第二种方案。1.3数字式温度计设计原理框图图1.1数字式温度计设计原理框图1.4数字式温度计工作过程简要分析-31-当系统启动后，各模块电路开始工作，温度传感器随机提供一个温度值，生成的温度信号脉冲经过AT89C51单片机处理显示在LED数码显示管上。此时可以通过手动设置整个系统的上限温度、下限温度，也可以调整实时温度。当上限温度、下限温度以

4、及实时温度调整完毕后，经过AT89C51的处理，当此时的实时温度达到或者超过上限与下限温度值时，报警模块启动对当前整个系统温度进行报警。若要重新整个过程，可以通过复位键进行系统复位，重新开始测定当前整个系统的温度。-31-2数字式温度计的硬件电路2.1数字式温度计的系统电路图2.1数字式温度计主板电路图图2.1中蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音，同时LED数码管将没有被测温度值显示，这时可以调整报警上下限，从而测出被测的温度值。按健复位电路是上电复位加手动复位，使用比较方便，在程序跑飞时，可以手动复位，这样就不用在重起单片机电源，就可以实现复位

5、。2.2AT89C51单片机AT89C51单片机是一个集成电路芯片，它是由微处理器CPU-31-、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)、并行I/O口(4个8位I/O口)、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。图2.2AT89C51单片机这些都是通过片内单一总线连接而成。其基本结构依旧是微处理器CPU，加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式以实现不同的功能。2.3数字式温度计数码显示电路本次设计采用的显示电路是4位共阴极LED数码管，从P0口输出段码。显示电路是使用的动态显示，这种显示最大的优点就是使用

6、资源比较少，功耗低，但显示清晰度不如静态显示。-31-图2.3数字式温度计数码显示电路2.4数字式温度计传感器DS18B20DS18B20是美国DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器，它具有微型化、功耗低、高性能、抗干扰能力强、易于与微处理器方便接口等优点。图2.3DS18B20数字温度传感器该器件将半导体温敏器件、A/D转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上。传感器直接输出温度信号数字值。-31-信号的传输采用两芯或者三芯电缆构成的单总线结构。一条单总线上可以挂接若干个数字温度传感器，每个传感器有唯一一个唯一的地址编码。微控制器通过对器件的寻址，就可以读取

7、某一个传感器的温度值，从而简化了信号采集系统的电路结构。其内部结构框图如图2.4所示：图2.4DS18B20内部结构图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。下表表示温度和数字量的关系：表2-1温度与数字量的关系温度/℃二进制表示十六进制表示+125000001111101000007D0H+8500000101010100000550H+25.06250000000