电子设计与制作实训-数字温度计

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1、电子设计与制作实训数字温度计班级：五大二中专业：计算机通信组长：组员：指导教师:1.设计要求和实现的功能制作一台可向测量气温的数字温度计l1、5V直流供电l2、可以测量气温-10oC-100oCl3、4位数码显示，反映速度3秒1.1数字温度计设计方案论证1.1.1方案1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，感温电路比较麻烦。1.1.2方案2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

2、这是非常容易想到的，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，就可以满足设计要求。1.2方案2的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图1-1所示。图1-1数字温度计总体设计方框图2硬件电路设计系统整体硬件电路包括单片机控制器，温度传感器。本设计采用STC89C52RC为控制器，DS18B20为温度传感器与单片机的接口电路。1.中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能。MCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码。2.内部数据存储器（内部RAM）8052芯片中共有256个RAM单元，但其中后128单元被专用寄存器

3、占用，能作为寄存器供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。因此通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。3.内部程序存储器（内部ROM）8052共有4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据或表格，因此称之为程序存储器，简称内部ROM。4.定时器/计数器8052共有2个16位的定时器/计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。5.并行I/O口MCS-51共有四个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），以实现数据的并行输入输出。在实训中我们已经使用了P1口，通过P1口连接8个发光二极管。6.串行口MCS-51单片机有一个全双工的串行口，

4、以实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器使用。7.中断控制系统MCS-51单片机的中断功能较强，以满足控制应用的需要。8051共有5个中断源，即外中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个。全部中断分为高级和低级共二个优先级别。显示电路双2位8段数码管由4位共阴极LED数码管、位驱动电路、端输入电路组成，采用动态扫描的方式显示。温度传感器2.3.1DS18B20的简介DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实

5、际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：1．独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；2．多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；3．无须外部器件；4．可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V；5．零待机功耗；6．温度以9或12位数字；7．用户可定义报警设置；8．报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；DS18B20采用3脚PR－35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图2-5所示。图2-5DS18B20内部结构64ROM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

6、位是前面56位的CRC检验码，这也是多个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2-5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2-6所示。低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18

7、B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20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。 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9字节的存储器，结构如图2-6所示。图2-6DS18B20字节定义由图2-6可见，其中1、2字节用来存放当前温度，1为低8位，2为高8位。字节3、4用来预置报警温度的上下限