数字温度计设计单片机设计报告

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1、一、硬件电路设计（一）、硬件电路设计方案硬件电路的单片机芯片采用AT89C51芯片，进行数据处理。数据采集部分的传感器采用DS18B20芯片数字温度传感器。总线驱动使用ZLG7290B芯片，用六位七段LED数码显示器显示测量的温度值，键盘按键S1实现测量控制，按下按键S1则刷新测量的温度值。系统硬件总体框图：DS18B20ZLG7290BAT89C51键盘LED（二）、芯片介绍1、AT89C51芯片AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8

2、位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示。2、DS18B20芯片(1)DS18B20简介DS18B20是由美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器芯片。与

3、传统的热敏电阻有所不同，DS18B20可直接将被测温度转化为串行数字信号，以供单片机处理，它还具有微型化、低功率、高性能、抗干扰能力强等优点。通过编程，DS18B20可以实现9~12位的温度读数。信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从微处理器到DS18B20仅需连接一条信号线和地线。读、写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。(2)DS18B20的引脚功能DS18B20的引脚(图7-10)，其功能如表7-8所示。(3)DS18B20的主要特点v采用单线技术，与单片机通信只需一个引脚；v通过识别芯片各自唯一的产品序列号从而实现单线

4、多挂接，简化了分布式温度检测的应用；v实际应用中不需要外部任何器件即可实现测温；v可通过数据线供电，电压的范围在3～5.5V；v不需要备份电源；v测量范围为-55～+125℃，在-10～+85℃范围内误差为0.5℃；v数字温度计的分辨率用户可以在9位到12位之间选择，可配置实现9～12位的温度读数；v将12位的温度值转换为数字量所需时间不超过750ms；v用户定义的，非易失性的温度告警设置，用用户可以自行设定告警的上下限温度。（4）DS18B20内部结构64位ROM的结构开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后８位是前面56位的CRC检验码，这也是多

5、个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为８字节的存储器，结构如图3所示。头２个字节包含测得的温度信息，第３和第４字节ＴＨ和ＴＬ的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第５个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图3所示。低５位一直为１，ＴＭ是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS

6、18B20出厂时该位被设置为０，用户要去改动，R1和Ｒ0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率C64位ROM和单线接口高速缓存存储器与控制逻辑温度传感器高温触发器TH低温触发器TL配置寄存器8位CRC发生器VddI/O图1DS18B20内部结构3、ZLG7290芯片ZLG7290的核心是一块ZLG7290B芯片，它采用I2C接口，能直接驱动8位共阴式数码管，同时可扫描管理多达64只按键，实现人机对话的功能资源十分丰富。除具有自动消除抖动功能外，它还具有段闪烁、段点亮、段熄灭、功能键、连击键计数等强大功能，并可提供10种数字和21种字母的译码显示功能，用户可以直接向显示缓存写入显示数

7、据，而且无需外接元件即可直接驱动数码管，还可扩展驱动电压和电流。此外，ZLG7290B的电路简单，使用也很方便。　　用户按下某个键时，ZLG7290的INT引脚会产生一个低电平的中断请求信号，读取键值后，中断信号就会自动撤销。正常情况下，微控制器只需要判断INT引脚就可以得到键盘输入的信息。微控制器可通过两种方式得到用户的键盘输入信息。其一是中断方式，该方式的优点是抗干扰能力强，缺点是要占用微控制器的一个外部中断源。其二是查询方式，即通过不断查询INT引脚来判断是否有键按下，该方