基于单片机的数字温度计设计.pdf

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1、与科研探索知识创新基于单片机的数字温度计设计□顾春禄贾姝娟刘茹敏（沧州职业技术学院河北·沧州061001）摘要：随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃~+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。详细给出了软硬件系统的各部分电路，该电路设计新颖、功能强大、结构简单，在数字、智能化方面有广泛的用途。关键词：温度测量DS18B20AT89C51单片机LM016L液晶模块中

2、图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1007-3973（2010）012-084-02近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，传统的温度控制方式，主要缺点是温度波动范围大，不能满足高精度，高速度的控制要求。本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，具有体积小、可靠性高、抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。1系统硬件构成本次设计主要由单片机、测温模

3、块、显示模块、报警模块、按键模块、复位电路和晶振电路构成。利用单片机控制温度传感器进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。该系统扩展性非常强，它可以在设计中加入时钟芯片以获取时间数据，在数据处理同时显示时间，并且可以对某些时间点的温度数据进行存储，利用键盘来进行调时和温度查询，获得的数据可以通过串口与计算机进行串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。图1数字温度计结构图2关键硬件设计2.1单片机的选择单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计

4、需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。80C51有40个引脚，4个8位并行I/O口，1个全双工异步串行口，同时内含5个中断源，2个优先级，2个16位定时/计数器。80C51的存储器系统由4K的程序存储器(掩膜ROM)，和128B的数据存储器(RAM)组成。2.2温度传感器DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。温度测量范围为-55～+125摄氏度，可编程为9位～12位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以

5、及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。图2DS18B20温度传感器与单片机的接口电路DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚

6、作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如图2所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。84——科协论坛·2010年第12期（下）——2.3LCD液晶显示显示器是人与机器沟通的重要界面，本文采用LM016L做为显示屏。LM016L液晶模块采用HD44780控制

7、器，HD44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LM016L与单片机MCU通讯可采用8位或4位并行传输两种方式，HD44780控制器由两个8位寄存器，指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR）忙标志（BF），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMA（CGOROM）字符发生器RAM（CGRAM），地址计数器RAM(AC)。IR用于寄存指令码，只能写入不能读出，DR用于寄存数据，数据由内部操作自动写入DDRAM和CGRAM,或者暂存从DDRAM和CGRAM读出的数据，BF为1时，液晶模块处于内部模式，不响应外

8、部操作指令和接受数据，DDTAM用来存储显示的字符，能存储80个字符码，CGROM由8位字符码生成5*7点阵字符160中和5*10点阵字符32种。如图3所示，用89C51的P2口作为数据线，用P3.2、P3.1、P3.0