PDF《一种基于 AT89C51 单片机控制的数字 温度计设计》

-26- 一种基于 AT89C51 单片机控制的数字 温度计设计 陈慕君 唐慧刚 刘其群 袁富娟 (河南农业职业学院, 河南 郑州

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1 概述 随着科技的发展, 人们生活水平的不断提 高,人们对于医疗器械的要求越来越高, 基于这 种要求, 现在大多数医疗器械向着数字化, 智能 化方向发展.

本设计所介绍的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. 该设计控 制器使用单片机 AT89C51,测温传感器使用 DS18B20, 显示电路用

4 位共阳极 LED 数码管 以串口传送数据实现温度显示.

2 总体设计方案 温度计电路设计总体设计方框图如图

1 所示, 控制器采用单片机 AT89C51, 温度传感 器采用 DS18B20, 用4位LED 数码管以串口传 送数据实现温度显示. 图1总体设计方框图 2.1 主控制器 主控制器采用单片机 AT89C51, 它具有低 电压供电和体积小等特点,四个

8 位的并行口 分别为 P0 口、 P1 口、 P2 口、 P3 口,在本次设计 中我们只需要 P3 中的 RXD 和TXD 就能满足 电路系统的设计需要. 单片机 AT89C51 很适合 便携手持式产品的设计使用,该系统用二节电 池供电即可. 2.2 显示电路 显示电路采用

4 位共阳 LED 数码管, 从P3 口的 RXD 和TXD 串口输出段码. 2.3 温度传感器 温度传感器采用DS18B20, 它是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智 能温度传感器,采用

3 脚PR-35 封装或

8 脚SOIC 封装,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, 并且可根据实际要 求通过简单的编程实现 9~12 位的数字值读数 方式, 无须外部器件就可以把多个 DS18B20 可 以并联在惟一的三线上, 实现多点组网功能, 可 通过数据线供电, 电压范围为 3.0~5.5V, 并且 具有独特的单线接口,仅需要一个端口引脚进 行通信. 2.4 单片机复位 AT89C51 单片机有上电复位和上电与按 键均可的复位两种复位电路,本设计方案中采 用后者. 2.5 报警点按键调 可以通过三个独立式按键分别调整温度 计的上下限报警设置,当不在上下限范围内发 出报警信号, 在上下限范围内, 显示测量温度. 2.6 晶振电路一般采用6MHZ 或者12MHZ.

3 系统整体硬件电路 3.1 主板电路 系统整体硬件电路包括, 传感器数据采集 电路, 温度显示电路, 上下限报警调整电路, 单 片机主板电路等, 如图

2 所示. 图2中有三个独立式按键可以分别调整 温度计的上下限报警设置,图中蜂鸣器可以在 被测温度不在上下限范围内时,发出报警鸣叫 声音,同时 LED 数码管将没有被测温度值显 示, 这时可以调整报警上下限, 从而测出被测的 温度值. 图2中的按健复位电路是上电复位加手 动复位, 使用比较方便, 在程序跑飞时, 可以手 动复位, 这样就不用在重起单片机电源, 就可以 实现复位. 图2单片机主板电路 3.2 显示电路 显示电路是使用的串口显示, 这种显示最 大的优点就是使用口资源比较少, 只用 p3 口的 RXD,和TXD,串口的发送和接收, 四只数码管 采用 74LS164 右移寄存器驱动, 显示比较清晰. 3.3 传感器数据采集电路 温度传感器 DS18B20 采用寄生电源供电 方式, 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.其接口电路如图