用led数码管和ds18b20设计的温度显示器

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1、单片机课程设计说明书用LED数码管和DS18B20设计的温度显示器专业电气工程及其自动化学生姓名陆雅玲班级B电气081学号0810601102指导教师张兰红完成日期2011年6月23日目录1.概述11.1课题研究背景和意义11.2课题设计内容12.课程方案设计22.1系统总体设计要求22.2系统模块结构论证22.2.1方案一22.2.2方案二23.系统硬件设计53.1总体设计53.2单片机最小运行系统53.3温度传感器(DS18B20)电路63.3.1DS18B20基本介绍63.3.2DS18B20控制方法73

2、.3.3DS18B20供电方式73.4七段数码管显示电路73.5驱动电路84.系统软件设计94.1程序结构分析94.2系统程序流图95.软硬件联调135.1软硬件调试中出现的问题及解决措施135.2实物图135.3调试结果13结束语14参考文献15附录16附录1：基于单片机的温度显示系统设计原理图17附录2：基于单片机的温度显示系统设计PCB图18附录3：proteus仿真图19附录4：基于单片机的温度显示系统设计C语言程序清单20附录5:基于单片机的温度显示系统设计元器件目录表241.概述1.1课题研究背景和

3、意义温度控制是工业自动控制的重要组成部分，在工业、电子、化工精度实验等诸多领域都有重要的应用，而温度测量又是温度控制当中重要的一环。将现场温度控制在一定范围内，是在各种实际应用的重要保证和前提。因此温度控制系统在工业控制领域中十分重要。由于现代工艺越来越多的需要对实时温度进行监测和控制，而且需要的精度越来越高。所以温度控制系统国内外许多有关人员的重视，得到了十分广泛的应用。温度控制系统发展迅速，而且成果显著。由于单片微处理器的性能日益提高、价格又不断降低，使其性能价格比的优势非常明显。“用LED数码管和DS18

4、B20设计的温度显示器”课程设计，主要设计以一个单片机为控制核心的温度自动测量系统，本课题的研究意义如下：(1）它是一个单片机系统，对它的设计和制作可以灵活运用在单片机课程中所学的知识，并使之得到巩固和提高。(2)它的测温部分采用了美国Dallas半导体公司的DS18B20一线式数字式温度传感器，DS18B20是最新一代的测温器件，具有许多优点，它正在逐步取代传统的测温元件——热敏电阻和热电偶。它的最主要的优点是把温度转换、A/D转换和数据的串行通讯集成为一体，而且它的体积很小，非常便于构成多点测温系统。1.2

5、课题设计内容本课题的主要任务是设计并制作用LED数码管和DS18B20设计的温度显示器，即根据温度传感器感受室温，通过数码管显示出来。它能感受微小的温度误差，灵敏度为0.1摄氏度。灵活方便，用途广泛。设计温度显示器的硬件电路与软件控制程序，对硬件电路与软件程序分别进行调试，并进行软硬件联调，要求获得调试成功的实物。2.课程方案设计2.1系统总体设计要求该系统组要有STC89C51为核心的主控电路测温电路（DS18B20）、LED显示电路。2.2系统模块结构论证2.2.1方案一用铂电阻测温的非线性校正方法，采用桥

6、式电路将热敏电阻的感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，再加上放大器将信号放大，并经AD转换器，在通过显示电路，就可以将被测温度显示出来。图2-1铂电阻桥式测温电路2.2.2方案二考虑使用数字温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。图2-2DS18B20测温系统框图2.2.3方案比较方案一采用模拟温度传感器，数据处理麻烦，且容易产生信号失真.DS18B20可以直接温度转换为串行数字信号，供单片机进行处理，具有低功耗、高性

7、能、抗干扰能力强等优点。比较以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。在本系统的电路设计方框图如图2-3所示。STC89C52CPUDS18B20温度芯片LED显示报警电路电源图2-3温度计电路总体设计方案DS18B20是Dallas公司生产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点，特别适合用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（按9位二进制数字）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片，

8、它具有三引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围－55～＋125℃，可编程为9～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，业可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到三根或者两根线上，CPU只需一根端口线就能与多个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。从而可以