数字温度计课程设计

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1、1设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍1.1设计任务设计一个具有特定功能的数字温度计。1.2功能要求说明该数字温度计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。测量温度范围0℃～99℃，测量精度小数点后两位，可以通过开始和结束键控制数字温度计的工作状态。1.3总体方案介绍及工作原理说明1.3.1总体方案介绍利用单片机AT89S52单片机作为本系统的中控模块。单片机可把DS18B20读来的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到数码管显示模块，实现温度显示。数码管显示模块为主要的显示模块

2、，把单片机传来的数据显示出来,。在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。1.3.2工作原理说明利用温度传感器DS18B20可以直接读取被测温度值，进行转换的特性，模拟温度值经过DS18B20处理后转换为数字值，然后送到单片机中进行数据处理，并与设置的温度报警限比较，超过限度后通过扬声器报警。同时处理后的数据送到LED中显示。本课题以是AT89S52单片机为核心设计的一种数字温度控制系统，系统整体硬件电路包括，传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路，单片机主板电路等组成。系统框图主

3、要由主控制器、单片机复位、报警按键设置、时钟振荡、LED显示、温度传感器组成。系统框图如图1所示。39图1系统基本方框图392硬件系统的设计2.1硬件系统各模块功能简要介绍该数字温度计主要由单片机最小系统、独立式键盘模块、LED显示电路模块、蜂鸣电路模块和DS18B20测温模块组成。各模块的功能如下：（1）单片机最小系统由AT89S52单片机、时钟电路和复位电路构成。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。时钟电路由一个12MHz的石英晶体振荡器和两个33

4、pF的的电容组成振荡电路和分频电路。复位电路采用上电复位和按键复位结合的方式对电路进行复位，主要是通过RST引脚送入单片机。单片机最小系统为整个电路的核心。（2）独立式键盘模块采用独立式键盘接法，共有8个按键来对电路进行控制。分别通过上拉电阻接在单片机的P1口线上。其中S1～S5在本电路中完成各项功能。（3）LED显示电路模块采用两个四位一体共阳型数码管显示器进行显示。由于位控线的驱动电流较大，因此在P2口线上接了8个PNP型三极管提高驱动能力；在单片机的P1口线和P2口线上接了16个470Ω的电阻，这些电阻

5、起限流的作用。将段控口a--dp接在P0.0--P0.7上，位控口接在P2口线上，实现对显示的控制。LED显示电路模块主要用来显示温度及报警信息。（4）蜂鸣电路模块单片机P3.1口线上接上一个1KΩ电阻然后再通过一个PNP型三极管与蜂鸣器相连接组成蜂鸣器电路，接入PNP型三极管是为了增强蜂鸣器的驱动电流。蜂鸣电路主要完成超温报警功能。（5）DS18B20测温模块单片机P3.0口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个4.7KΩ电阻来完成对总线的上拉。2.2温度传感器介绍DS1

6、8B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EPROM中，掉电后依然保存。39温度传感器DS18B20引脚如图2所示。图2DS18B20外部封装图引脚功能说明：NC：空引脚，悬空不使用；VDD：可选电源脚，电源电压范围3~5.5V。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。DQ：数据输入/输出脚。漏极开路，常态下高电平。GND：为电源地2.3电路原理图、PCB图和元器件布局图Proteus原理图、PCB图以及元器件布局图分

7、别见附录A、附录B与附录C。2.4元器件清单元器件清单见附录D。393软件系统的设计3.1使用的单片机资源的情况本设计采用独立式键盘，键盘直接接在P1口上且按键的结果存贮在单片机的内部数据存储器里面。用到的LED显示器接到了单片机的P0口线上和P2口线上。DS18B20和蜂鸣器接在P3口线上。3.2程序流程3.2.1主程序流程图及功能说明主程序的主要功能是负责准备状态提示符“P.”显示，等待按键按下进入各键功能子程序完成各项功能，其程序流程见图3所示。图3主程序流程图3.2.2各键功能程序流程图及功能说明39

8、（1）S1键功能程序S1键功能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，其程序流程见图4所示。图4S1键功能程序流程图（2）S2键功能程序S2键功能程序的主要功能是负责上限温度的设定的进入与退出，其程序流程见图5所示。图5S2键功能程序流程图（3）S3键功能程序39S3键功能程序的主要功能是负责下限温度的设定的进入与退出，其程序流程见图6所示。图6S3键功能程序