温度计的设计报告

《温度计的设计报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、温度计的设计一、设计内容和要求本设计主要介绍了用单片机和数字温度传感器DS18B20相结合的方法来实现温度的采集，以单片机AT89C51芯片为核心，辅以温度传感器DS18B20和LED数码管及必要的外围电路，构成了一个单片机数字温度计。其主要研究内容包括两方面，一是对系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计，应用C语言实现温度的采集与显示。通过利用数字温度传感器DS18B20进行设计，能够满足实时检测温度的要求，同时通过LED数码管的显示功能，可以实现不间断的温度显示，并带有复位功能。本次设计的主要思路是利用51系列单片机，数字温度传感器DS18B20和LE

2、D数码显示器，构成实现温度检测与显示的单片机控制系统，即数字温度计。通过对单片机编写相应的程序，达到能够实时检测周围温度的目的。通过对本课题的设计能够熟悉数字温度计的工作原理及过程，了解各功能器件(单片机、DS18B20、LED)的基本原理与应用，掌握各部分电路的硬件连线与程序编写，最终完成对数字温度计的总体设计。根据实验要求实现测温范围在-55~128oC的LED数码管显示。本次设计的主要要求：（1）根据设计需要，选用AT89C51单片机为核心器件；（2）温度检测器件采用DS18B20数字式温度传感器，利用单总线式连接方式与单片机的串行接口P0.0引脚相连；（3）显示电路采用8个LED数

3、码管显示器接P1口并行显示温度值，数码管由P2口(P2.2~P2.3)选通，动态显示。（4）给出全部电路和源程序。二、课程设计的目的和意义数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。温度计是常用的热工仪表，常用于工业现场作为过程的温度测量。在工业生产过程中，不仅需要了解当前温度读数，而且还希望能了解过程中的温度变化情况。随着工业现代化的发展，对温度测量仪表的要求越来越高，而数字温度表具有结构简单，抗干扰能力强，功耗小，可靠性高，速度快等特点，更加适合于工业过程中以及科学试验中对温度进行在线测量的要

4、求。近年来，数字温度表广泛应用在各个领域，它与模拟式温度表相比较，归纳起来有如下特点。⑴准确度高，⑵测量范围宽、灵敏度高，⑶测量速度快，⑷使用方便、操作简单，⑸抗干扰能力强，⑹自动化程度高，⑺读数清晰、直观方便。数字温度计的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表。数字化是当前计量仪器仪表发展的主要方向之一。而高准确度数字温度计的出现，又使温度计进入了精密标准测量领域。与此相适应，测量的可靠性、准确性显得越来越重要。三、课程设计的总体方案和思路根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显

5、示、报警等功能。选用数字温度传感DS18B20，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器用8位共阴LED数码管以动态扫描法实现。检测范围-55摄氏度到128摄氏度。按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。数字温度计总体电路结构框图如图1所示。图1数字温度计总体电路结构框图四、各模块元件功能1、AT89C51介

6、绍单片机AT89C51是一种带4K字节可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，如图2所示。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和存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，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。AT89C51的主要特性介绍：①与MCS-51兼容；②4K字节可编程存储器；③寿命：1000写/擦循环；④数据保留时间：10年；⑤全静态工作：0Hz-24MHz；⑥三级程序存储器锁定；⑦128×8位内部RAM；32可编程I/O线；⑧两个16

7、位定时器/计数器；有5个中断源；⑨可编程串行通道；具有低功耗的闲置和掉电模式；⑩具有片内振荡器和时钟电路；图2AT89C512、单片机最小系统单片机最小系统是内部时钟接引脚XTAL1和XTAL2，采用18KHz的晶振CRYSTAL，用两个30pF的电容进行稳压，如图3所示：图3内部时钟电路3、LED显示电路显示电路采用8位共阴LED数码管，从P0口输出段码，列扫描用P2.2~P2.3口连接两个锁存器来实现，如图4所示。图