数字温度计的设计_1

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1、《微机原理及应用》课程设计DS18B20数字温度计的设计学生姓名张伟班级11机电学号学院名称机电工程学院专业名称机电专业指导教师王前2013年12月27日徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计摘要随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。本文采用单片机来实现对温度的控制。它的主要组成部分有：AT89C51单片机、温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。通过测试

2、表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法，并对以此传感器，89C51单片机为控制器构成的数字温度测量装置的工作原理及程序设计作了详细的介绍。与传统的温度计相比，其具有读数方便，测温范围广，测温准确，输出温度采用数字显示，主要用于对测温要求比较准确的场所，或科研实验室使用。关键词单片机；温度传感器；键盘和显示；17徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计目录摘要I目录11设计目的及要求21.1设计目的21.2设计要求22总体

3、方案32.1设计总体方案32.1.133硬件设计43.1硬件设计方案43.1.1温度检测模块选择43.1.2单片机控制模块选择43.1.3显示模块选择43.2硬件电路图53.2.1单片机主控电路设计53.2.2DS18B20温度检测模块电路设计54软件设计64.1软件设计方案64.2软件流程图64.3软件程序7结论16参考文献1717徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计1设计目的及要求1.1设计目的通过课程设计使我进一步熟悉了单片机的内部结构和工作原理，掌握了单片机应用系统设计的基本方法和步骤，通过学习AT89C51

4、单片机，了解单片机在自动化装置中的作用以及掌握单片机的编程和调试方法，通过一个简单的实际应用输入控制以及显示系统，掌握protel和keil软件的使用。目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等，温度计中传感器是它最重要的组成部分，它的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和应用领域等。传感器应用及其广泛，目前已经研制出多种传感器。但是，作为系统的设计人员需要根据系统的实际情况选用适宜的传感器，并与自己设计的系统相适应。1.2设计要求功

5、能要求：数字式温度计测温范围在-55~125℃，误差在±0.5℃以内，采用LED数码管直接显示17徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计2总体方案2.1设计总体方案经分析，将系统分为两个部分，一个是由单片机和1602液晶组成的主控与显示部分。如图所示DS18B20温度检测电路将检测到的数据将送到单片机，单片机对接收到的数据进行处理并送到1602显示，5V稳压电源给各个部分供电。方案一：由于本设计是测量电路，可以使用热电阻类的器件利用其感温效应，在将随时测得的温度转变为电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机

6、进行数据处理，在显示在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转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都使用传感器，所以可采用温度传感器DS18B20，这种传感器可以很容易直接读取被测量的温度值，用起来非常方便，进行转换后，就可以满足设计要求[1]。 从以上两种方案很容易看出，方案二电路比较简单，软件设计也相对简单，故本设计采用方案二。2.1.1整体功能说明 以51单片机为主控制器，以数字式温度传感器DS18B20为传感元件，以LED数码管作为显示器件实时显示测量

7、温度（十进制数）。数字式温度计测温范围在－55～125℃，误差在±0.5℃以内。温度测量间隔时间选择1s。 通过键盘扩展，实现温度上下限值的设定及温度报警功能。对温度采样值实现数字滤波。通过硬件或软件方法实现时间显示。17徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计3硬件设计3.1硬件设计方案3.1.1温度检测模块选泽方案一：使用热敏电阻。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，在显示电路上，就可以将被测温度显示出

8、来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度芯片DS18B20。采用数字温度芯片DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。在0—100 摄氏度时，最大线形偏差小于1 摄氏度。DS18B20 的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计D