DOC《河南理工大学》

1 Summary

2 目录

3 1 概述

4 1.1.设计要求

4 1.2.设计目的

4 2设计方案

5 2.1数字温度计设计方案论证

5 2.2方案二的总体设计框图

5

3、系统整体硬件电路

6 3.1 主板电路

6 3.2 显示电路

7 3.3 温度传感器

7 3.4 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路

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4、程序设计

13 4.1 主程序

13 4.2 读出温度子程序

15 4.3 温度转换命令子程序

16 4.4 计算温度子程序

18 4.5 显示数据刷新子程序

20 4.6.报警子程序

22 4.7.延时子程序

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5、系统整体布线电路

24 6.PROTEUS仿真

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7、总结体会

26 参考文献

27 附1:源程序代码

28 附2:系统原理图

36 1 概述 1.1.设计要求

1、基本范围-50℃-110℃

2、精度误差小于0.5℃

3、LED数码直读显示

4、支持扩展

5、可以任意设定温度上下限报警功能 本系统采用数字式温度计传感器DS18B20为检测器件,进行单点温度检测(或温度采集),要求温度显示采用4位共阴极LED数码管显示,处理好延时,温度转换等.具有超过上、下限温度时,进行声音(蜂鸣器)报警. 1.2.设计目的 1了解单片机的构造及原理. 2熟悉单片机最小系统及其应用. 3巩固和加强 单片机接口技术 课程的理论知识 4掌握单片机系统一般的设计方法,并了解电子产品研制开发过程;

5培养独立分析问题和解决问题的能力以及创新能力和创新思维. 分析问题和解决问题的能力以及创新能力和创新思维. 2设计方案 2.1数字温度计设计方案论证 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,感温电路比较麻烦. 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. 从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二. 2.2方案二的总体设计框图 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AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用3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

3、系统整体硬件电路 3.1 主板电路 单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电.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 单片机主板电路 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. 3.2 显示电路 图3 温度显示电路 显示电路采用4位共阴极LED数码管,从P0口输出段码.显示电路是使用的动态显示,这种显示最大的优点就是使用资源比较少,功耗低,但显示清晰度不如静态显示. 3.3 温度传感器 图4 18B20 VCC:电源,输入电压为3~5.5V. DQ:数据输入输出线. GND:电源地. 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: