单片机课程设计报告.doc

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1、湖州师范学院课程设计总结报告课程名称单片机应用系统设计设计题目基于STC89C52的温度测控系统设计专业电子与信息工程班级080823班姓名崔兆坤学号08082337指导教师王玉玲报告成绩信息与工程学院二〇一一年六月十二日25《单片机应用系统设计》课程设计任务书一、课题名称《温度测量与报警系统》二、设计任务1、利用四位数码管显示当前温度；2、通过键盘修改报警温度上限与下限值；3、具有报警功能，报警温度上限与下限值能修改，利用蜂鸣器实现报警；上限温度值到达时发出“嘀-嘀-嘀-嘀”的报警音。三、设计报告撰写规范单片微机应用系统设计总结报告正文，主要含以

2、下内容（硬件、软件各部分内容也可组合起来进行撰写说明）：1、系统总体设计方案（画出系统原理框图、方案的论证与比较等内容）；2、硬件系统分析与设计（各模块或单元电路的设计、工作原理阐述、参数计算、元器件选择、完整的系统电路图、系统所需的元器件清单。等内容）；3、软件系统分析与设计（各功能模块的程序设计流程图与说明、软件系统设计、软件抗干扰措施、完整的程序等内容）；4、系统仿真调试与参数测量（使用仪器仪表、故障排除、电路硬件和软件调试的方法和技巧、指标测试的参数和波形、测量误差分析）；5、总结（本课题核心内容及使用价值、电路设计、软件设计的特点和选择方

3、案的优缺点、改进方向和意见等）；6、按统一格式列出主要参考文献。25《温度测量与报警系统》一、系统总体设计方案1.1方案一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来，这种设计需要用到A/D转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。1.2方案二进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易

4、想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，费用较低，可靠性高，软件设计也比较简单，故采用了方案二。方案二系统主要包括单片机模块、温度采集模块、温度显示模块，温度上下限调整模块等四部分。系统总体框架如图1所示。单片机处理模块18B20温度采集模块温度显示模块温度上下限调整模块图1系统总体框架报警模块25二、电路设计2.1单片机处理模块处理模块是整个设计方案

5、的核心，它控制了温度的采集、处理与显示、温度上下限值的设定。本文采用STC89C52RC作为处理模块。这是STC公司推出的8051系列微处理器。它的特点是价格低、功耗低、高可靠、无法解密，内部Flash擦写次数为100,000次以上。图2是该芯片的引脚图。图2STC89C52引脚图图3是STC89C52的最小系统。图3是STC89C52的最小系统图3252.2温度采集模块温度由Dallas半导体公司的一线数字化温度传感器DS18B20采集。DS18B20测温范围为-55℃～+125℃，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用16位二进制形式串行输出

6、。用户设定的上下限温度储存在EEPROM中，掉电后依然保存。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少，可节省大量的引线和逻辑电路。图4为DS18B20的引脚图。图4DS18B20图DS18B20是通过一种片上温度测量技术来测量温度的。图5示出了温度测量电路的方框图。图4DS18B20温度测量电路的方框图由图5可知DS18B20用一个高温度系数的振荡器确立一个门周期，内部计数器在这个门周期内对一个低温度系数的振荡器的脉冲进行计数来得到温度值。计数器被预置到对应与-55℃25的一个值。如果计数器在门周期结束前到达0，则温度

7、寄存器（同样被预置到-55℃）的值增加，表明所测的温度大于-55℃。同时计数器被复位到一个值，这个值由斜坡式累加器电路确定，斜坡式累加器电路用来补偿感温振荡器的抛物线特性。然后计数器又开始计数直到0，如果门周期仍未结束，将重复这一过程。斜坡式累加器用来补偿感温振荡器的非线性，以及在测温时获得比较高的分辨力。这是通过改变计数器对温度每增加一度所需计数的值来实现的。因此，要想获得所需的分辨力，必须同时知道给定温度下计数器的值和每一度的计数值。DS18B20内部对此计算的结果可提供0.0625℃的分辨力。温度以16bit带符号位扩展的二进制补码形式读出。

8、表1给出了温度值和输出数据的关系。表1：温度值和输出数据的关系温度℃数据输出（二进制）数据输出（十六进制）+1250000