单片机课程设计基于51单片机的数字温度计设计

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1、课程名称:单片机原理及应用课程设计设计题目：数字温度计系别：通信与控制工程系专业：自动化班级：学生姓名:学号:起止日期:指导教师:教研室主任：摘要随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机STC89C52，测温传感器使用DS

2、18B20，用3位共阳极LED数码管实现温度显示。使用矩阵键盘来调节报警温度的上下限。关键词：单片机，数字控制，温度计，DS18B20，STC89C5222目录设计要求41设计41.1方案一41.2方案二42硬件模块设计52.1主控制器STC89C52与IO接口扩展芯片825552.2温度传感器DS18B2052.3数码管显示模块62.4复位模块63软件模块设计83.1主程序83.2读出温度子程序93.3　计算温度子程序93.4　显示数据刷新子程序94系统调试105　总结与体会11参考文献12附录一：八段共阳数码管段码表13附录二：元器件清单14附录三：DS18B20温度与表

3、值对应表15附录四：数字温度计的源程序1622数字温度计设计要求本课题以单片机为核心，设计并制作一个数字温度计，具有以下功能：1、测温范围：10℃～40℃；2、分辨率：0~1℃；3、温度输出显示：2位；4、设定上下限(下限18℃，上限25℃)，超出范围时报警。1设计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，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。1.2方案二进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，

4、所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。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。主控制器单片机复位报警点按键调时钟振荡温度计传感器LED显示图1　总体设计方框图222硬件模块设计2.1主控制器STC89C52与IO接口扩展芯片8255本设计采用主控芯片是STC89C52，外加一IO接口扩展芯片8255来控制键盘与数码管的工作。8255具有3个8位并行口PA,PB和PC。如图2所示：图2单片机STC89C52与82552.2温度传感器

5、DS18B20DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，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。DS18B20的性能特点如下：●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；●无须外部器件；●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；●零待机功耗；●温度以９或１２位数字；●用户可定义报警设置；●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；22●负电压特性，电源极性接反时，温度

6、计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；图3DS18B202.3数码管显示模块LED数码管来显示当前的温度和设置报警温度时显示报警温度上下限的值。此电路采用的是共阳极的六位数码管，PA0~PA5为数码管的位选，PB口为数码管的段选。低电平有效。电路如图4所示：图4数码管显示硬件电路2.4复位模块22此电路为高电平复位电路。进行复位操作时，外部电路需在RST引脚产生两个机器周期(即24个时钟周期)以上的高电平。如图6所示，按下键盘，电源对C1充电，使RST端快速产生高电平；松开按键，C1向芯片的内阻放电，恢复为低电平，从而使单片机可靠复位。图5复位模块报警模块采用的蜂鸣器，其输入信

7、号直接从单片机P3.3口输出，通过高低电平交错出现加上延时程序，便能发出声音。当检测到的温度超过上下限时，蜂鸣器报警。如图6所示：图6报警电路223软件模块设计3.1主程序图7软件系统工作流程图22主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图7所示。3.2读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图8所