单片机温度采集显示系统设计

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1、课程设计课程名称：微机原理与接口技术课程设计题目名称：温度采集显示系统学生学院专业班级学号学生姓名指导教师一、设计题目温度采集系统二、设计任务和要求功能要求：（1）温度测量范围0-99℃。（2）温度分辨率±1℃。（3）选择合适的温度传感器。（4）使用键盘输入温度的最高点和最低点，温度超出范围时候报警。（报警温度不需要保存）要求完成的内容：（1）系统硬件设计，并用电子CAD软件绘制出原理图，（2）给出流程图，编写并调试程序。（3）撰写设计报告。三、原理电路图和设计程序1、方案比较（1）、系统总体方案设计总体框架图如图1示，软件流程图如图示　①　该

2、温度控制系统的设计包括硬件设计和软件设计两大部分，结合实际情况，该系统应具备如下功能：　　A、实时采集温度；　　B、显示温度；　　C、串行传送数据；　　D、控制外设；　　E、温度超限报警；　②系统硬件设计　　系统的硬件设计部分主要由以下几部分组成：　　A、单片机最小系统；　　B、温度采集模块；　　C、温度显示模块；　　D、串行通信模块；　　E、报警电路；图2软件流程图（2）、方案比较方案一采用8031作为控制核心,以使用最为普遍的器件ADC0809作模数转换,控制上使用对电阻丝加电使其升温和开动风扇使其降温。此方案简易可行,器件的价格便宜,但8

3、031内部没有程序存储器,需要扩展,增加了电路的复杂性,且ADC0809是8位的模数转换,不能满足本题目的精度要求。方案二采用比较流行的AT89S51作为电路的控制核心,AT89S52不但与8051，8052指令，管脚完全兼容，而且其片内的程序存储器采用FLASH工艺，用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。AT89S52单片机还支持在线编程，用户通过简单的电路连接就可以将电脑里的程序下载到单片机中，减少调试程序时不断拆卸和插入给芯片带来的损坏。此外AT89S52单片机有8KB的程序存储器和256B的数据存储器，不需外部扩展存储芯片，可以降低硬件电路

4、的复杂度。此方案电路简单并且可以满足题目中的各项要求的精度。综上分析,我们采用方案二。仿真总体电路图如图3示图3图3（3）、单元电路设计①、单片机最小系统设计单片机是整个系统的核心处理器，其负责驱动温度传感器DS18B20工作、温度显示、控制外围设备的工作以及与上位机进行通信等工作。单片机最小系统主要由两块组成，其一为晶振起振电路，其二为复位电路，在此，采用按键手动复位，相对来讲，这种复位方式更加方便，更加人性化，不必要切断电源即可对系统进行复位。AT89S51简介：AT89S52是89系列单片机的一种，它不但与8051，8052指令，管脚完全

5、兼容，而且其片内的程序存储器采用FLASH工艺，用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。AT89S52单片机还支持在线编程，用户通过简单的电路连接就可以将电脑里的程序下载到单片机中，减少调试程序时不断拆卸和插入给芯片带来的损坏。此外AT89S52单片机有8KB的程序存储器和256B的数据存储器，不需外部扩展存储芯片，可以降低硬件电路的复杂度。②、温度采集模块设计温度传感器是该系统的关键器件，本系统选用的是美国Dallas半导体公司生产的数字化温度传感器DS18B20。本系统中DS18B20的DQ口与单片机的P1.0口连接，GND接地，VDD接电源，信

6、号和5V电源之间的接上一个上拉电阻R。DS18B20简介：DS18B20有三个主要数字部件组成：64位激光ROM、温度传感器、非易失性的温度报警触发器TH和TL。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55°C~+125°C，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，在-10~+85°C范围内，精度为±0.5°C。DS18B20采集到的现场温度直接以先进的单总线数据通信方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。DS18B20可程序设定9~12位的分辨率，

7、精度可达±0.5°C。DS18B20具有内置的EEPROM，用户设定的分辨率和报警温度都可存储在其中，且掉电后依然存在。CPU只需一根端口线就能与DS18B20进行通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。与前一代产品（DS1820温度传感器）不同，DS18B20支持3.0V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便，而且DS18B20价格更便宜，体积更小。　如图J1所示，　DS18B20有三个管脚：3脚GND为电源地，2脚DQ为数字信号输入/输出端，1脚VDD为外接供电电源接入端（用寄生电源方式时接地）。在外部电源供电方式下

8、，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时理论上总线可以挂接任意多个DS18