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时间:2018-07-26
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1、目录1、原理分析-3-1.1设计需求和要求-3-1.2设计原理分析-3-2、设计方案选择-4-2.1方案一-4-2.2方案二-4-2.3最终实验方案-4-3、电路原理图绘制及Proteus仿真-5-3.1设计总原理图-5-3.2各电路/元件介绍-6-3.2.1温度传感器DS18B20介绍-6-3.2.2LM1602显示屏介绍-6-3.2.3 外部晶振电路-8-3.2.4 按键电路-8-3.2.5 报警电路-8-3.2.6STC89C51单片机介绍-9-3.3仿真结果-10-4、综合调试-11-4.1软件调试-
2、11-4.1.1软件流程图-11-4.1.2软件子程序-12-4.2硬件调试-12-4.2.1实物图-12-4.2.2各模块设计和走线-12-4.2.3正面电路设计-13-5、总结-14-附录-15--21--21-摘要本小组选的题目是“基于数字温度传感器的数字温度计”。课题要求:(1)设计一款能够显示当前温度值的温度计;(2)通过切换按钮可以切换华氏度和摄氏度显示;(3)创新部分。通过讨论和查询资料,我们选择将报警功能加入该设计作为创新部分。所以我们的课题名称是“基于51单片机和DS18B20的温度显示和报
3、警系统”,主要功能有(1)当前温度显示,显示范围为0~99摄氏度,开机默认上限报警温度为30℃;(2)华氏温度与摄氏温度的转换显示;(3)报警功能:可设置报警温度,达到设定的报警温度时,蜂鸣器报警;(4)可以通过按键控制,修改报警上限温度。关键词:89C51单片机,DS18B20,温度报警,温度转换-21-1、原理分析(负责人:李敬玄,王云)1.1设计需求和要求温度控制系统无论是工业生产过程,还是日常生活都起着非常重要的作用,过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费,同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响
4、,极有可能造成严重的经济财产损失。而生活中,气温对于人们的生活生产也至关重要,温度是否舒适,直接关系到大家体感的舒适程度,比如空调中必须使用传感器对温度进行测控,所以无论工业生产和生活中对温度的测控都是很重要的。而我们还时常遇到温度达到一定警戒值,需要提醒和报警的需求,所以在设计过程中我们可以加入报警模块,或者加入自动降温模块实现整个测控、显示、报警、紧急处理降温一体化的温度检测处理系统。1.2设计原理分析本小组选的题目是“基于数字温度传感器的数字温度计”。课题要求:(1)设计一款能够显示当前温度值的温度计;
5、(2)通过切换按钮可以切换华氏度和摄氏度显示;(3)创新部分。通过上面需求分析,我们可以看到,温度测量经常需要和报警功能匹配,并且还可以加入降温设施,在紧急报警情况下进行温度处理,比如步进电机作为风扇进行降温。通过讨论和查询资料,我们认为加步进电机不仅需要驱动芯片,而且电机本身所占面积比较大,在实验电路板上对所测定的气温的降温效果并不方便展现出来,所以我们放弃了加入步进电机的设计,而选择将报警功能加入该设计作为创新部分。所以我们的课题名称是“基于51单片机和DS18B20的温度显示和报警系统”,主要功能设计为
6、:(1)当前温度显示,液晶屏可显示范围为0~99摄氏度,开机默认上限报警温度为30℃;(2)华氏温度与摄氏温度的转换显示;(3)报警功能:可设置报警温度,达到设定的报警温度时,蜂鸣器报警;(4)可以通过按键控制,修改报警上限温度。-21-2、设计方案选择(负责人:李敬玄,王云)2.1方案一 由于本设计需要测温电路,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,这种设计需要用到A/D转换电
7、路,感温电路比较麻烦。而且缺乏对数据的数字化处理,很难完成摄氏度和华氏度的转换。2.2方案二 考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,偏向于使用数字化的传感器,所以可以采用功能强大的温度传感器DS18B20,此传感器可以很容易直接读取被测温度值,进行转换直接输出数字化信号,可满足设计要求。从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。所以本课题设计的基于STC89C51的单片机和DS18B20传感器的温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、扩展性
8、强和兼容性强等优点。2.3最终实验方案利用数字温度传感器来测量温度,然后利用数字温度传感器测量的温度信号传给单片机,经过计算后在LCD液晶显示器上显示相应的温度值,如果测量值大于我们之前设定的温度报警值,则单片机会驱动蜂鸣器报警。数字温度计选择DS18B20,所测量的温度采用数字显示;控制器使用单片机STC89C51,功能强大;液晶屏使用常用的LM1602,性能稳定。选用数字温度传感器DS18B20
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