基于单片机的温度计的设计（程序仿真+电路图+任务书+说明书）

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1、摘要随着科学技术的发展，温度传感器向着集成工艺和多变量复合传感器、智能化传感器、网络化传感器的方向发展，各种不同类型的温度传感器将会越来越多的出现在我们的口常生活屮，给我们带来极大的方便。为了对温度进行实吋监测，设计了这套温度显示系统。系统采用AT89C51系列单片机与单线数字温度传感器DS18B20采集现场温度数据，并利用LED显示。报告详细介绍了系统的单片机最小系统、温度信息采集电路、LED显示电路的硬件设计，并在分析软件工作流程的基础上编写了相应的C语言源程序。测试表明，该系统能有效实现实时温度采集和显示，并具有较高的精度。关键词AT89C51；DS18B20；LED

2、目录今商g1第1章方案设计2第3章硬件设计43.1单片机系统电路设计43.1.1单片机时钟电路43.1.2单片机复位电路53.2DS18B20单线数字温度传感器73.2.1DS18B20工作原理73.2.2DS18B20的性能特点73.2.3DS18B20内部结构73.2.4DS18B20控制方法83.3数据显示单元设计93.3.1显示器原理简介93.3.2显不器电路图9第4章软件设计114.1戲跡114.2温度程序114.3显不程序12第5章调试与运行145.1电路仿真145.2调试与运行14*吉i仑16辦捕17附录A总电路原理图18附录B程序清单19第1章方案设计任务要

3、求利用单片机对温度传感器DS18B20进行控制，实时检测外环境的温度，并通过数码管显示当前温度。温度传感器显示控制系统的整体结构如图2-1所示，电路包括：DS18B20传感器、中央处理器CPU(AT89C51)、吋钟及复位电路、LED显示器。图2-1温度传感器显示控制系统的整体结构框图1.温度信号采集方案方案一：选用型号为WZB-003,分度号为BA2的热敏电阻为温度感应元件，它适用于o°c〜500°c的温度测量范围，但其对检验温度的精度要求不高。方案二：用温度传感器做温度感应元件，它硬件接口简单，性能稳定。温度传感器市场上有很多种类，可以根据实际需求选择合适的温度传感器。

4、单片机对温度传感器DS18B20进行控制，实吋检测外环境的温度，并通过数码管显示当前温度，要求精度高，检测性好，所以木次设计选择方案二。木设计选择温度传感器：DS18B2O。它是单线接口，仅需一根口线与MCU连接无需外围元件，由总线提供电源，测温范围为：-55°C〜+125°C，测量精度：0.5'C，反应时间$500ms。2.显示方案方案一：静态显示就是当CPU将要显示的字或字段码送到输出口，显示器就可以显示出所要显示的字符，如果CPU不去改写它，它将一直保持下去；静态显示硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢。方案二：动态显示就是一位一位地轮流点亮显示器地各个位(扫描)。对

5、于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次；动态显示耗能较小，但编写程序较复杂。动态显示硬件连接简单，信息刷新速度快。木次设计由于要求对温度进行实时检测与控制，所以选择的是方案二。第3章硬件设计3.1单片机系统电路设计在单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。图3-1中电容器Cy和C2的作用是稳定频率和快速起振，电容值在5〜30pF，典型值为30pF。晶振CYS的振荡频率范围在1.2〜12MHz间选择，典型值为12MHz和6MHz。3.1.1单片机时钟电路单片机时钟电路如图3-1所示。图

6、3-1单片机时钟电路图XTAL1和XTAL2分别为反相放大器的输入和输出。该反相放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号耍通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。晶振周期（或外部时钟信号周期）为最小的时序单位，如图3-2所示。第3章硬件设计3.1单片机系统电路设计在单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。图3-1中电容器Cy和C2的作用是稳定频率和快速起

7、振，电容值在5〜30pF，典型值为30pF。晶振CYS的振荡频率范围在1.2〜12MHz间选择，典型值为12MHz和6MHz。3.1.1单片机时钟电路单片机时钟电路如图3-1所示。图3-1单片机时钟电路图XTAL1和XTAL2分别为反相放大器的输入和输出。该反相放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号耍通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。晶振周期（或外部时钟信号周期）为最小的时