基于某单片机地数字温度计设计徐翰

word编号：本科毕业论文基于单片机的数字温度计设计院 系：信息工程学院姓 名：徐翰学 号：0835140161专 业：通信工程年 级：2008级指导教师：庞建丽职 称：讲师完成日期：2012年5月标准文档摘 要温度是生产过程和科学实验中非常关键的一项物理量，在日常生活、农业、工业、各种高新技术的开发和研究中也是一个非常普遍和常用的参数，许多地方都要使用温度计对温度进展测量。随着人们生活水平的不断提高，对于温度计的要求也越来越高，使之能为人们的工作、科研、生活提供更好、更方便的服务。传统的测温元件有热电偶和热电阻，而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度值，这些方法相比照拟复杂，需要比拟多的外部硬件支持。现在温度计向着数字化、智能化方向开展。本文采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改良型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，可以设计一种相比照拟简单的方式来测量温度。DS18B20可以直接读出被测温度值，具有低本钱和易使用的特点。在数字温度计电路中设计了一种基于单片机AT89C51芯片的一种温度测量与报警电路。硬件电路采用数字温度传感器DS18B20来测量温度，将温度值转换成相应的数字量传给单片机，经单片机AT89C51芯片处理后使用1602LCD液晶模块显示出具体的温度值。在系统软件方面主要通过用C语言编程实现对各个电路的控制。数字温度计主要是对温度进展采集、显示，所以系统软件程序主要包括主程序、读出温度子程序、计算温度子程序、显示温度子程序等几大块。单片机通过软件可以控制各个硬件电路间数据的处理。电路中可以设置温度报警上下限，超过上限或低于下限时可以自动报警。关键词：1602LCD液晶模块；DS18B20数字温度传感器；AT89C51AbstractThe temperatureisverycriticalintheproduction processand scientific experimentsaphysical quantity, indaily life, agriculture,industry,anda variety ofhigh-techdevelopment and researchis avery monandfrequently usedparameters,many placeshave to use thethermometerto temperaturemeasurements. Withthecontinuous improvement ofpeople's living standard, the requirementsofthethermometerisalsogetting higher and higher, soforthepeople's work, scientific research,lifeto provide better andmore convenient services. Traditionalponentsof thetemperaturethermocouple and thermal resistance, thermocouple and thermal resistanceare generallymeasuredvoltage,converted tothecorresponding temperature value, these methods are relativelyplex, requiringmoreexternal hardwaresupport. Thermometertowarddigital, intelligentdirection.In this paper, an improved smart temperature sensor DS18B20 DALLAS Semiconductor, following the DS1820 after the launch of the detection devices, and can design a relatively simple way to measure the temperature. DS18B20 can be directly read out the measured temperature value, low-cost and easy to use features. Digital thermometer circuit design based on a temperature measurement and alarm circuit of AT89C51 chip. The hardware circuit using a digital temperature sensor DS18B20 to measure the temperature, the temperature value is converted into the corresponding digital pass microcontroller AT89C51 chip processing 1602LCD module displays a specific temperature. System software by using the C programming language to achieve control of each circuit. Digital thermometer for temperature acquisition, display, system software program includes the main program, read out the temperature subroutine to calculate temperature subroutine show that the temperature subroutine several large pieces. SCM software can control the processing of the data between the various hardware circuit. Temperature alarm circuit can be set to the lower limit exceeds the limit or below the lower limit can automatically alarm. Key words :1602LCD module;DS18B20digitaltemperaturesensor;AT89C51目 录1 绪论11.1 数字温度计研究背景11.2 数字温度计研究目的和意义1温度计研究主要工作22 系统硬件电路设计32.1 数字温度计总体设计方案32.2 电源设计32.3 主控制器AT89C5142.3.1 单片机AT89C51结构和性能42.3.2 AT89C51管脚说明42.3.3 单片机晶振电路和复位电路62.4 DS18B2062.4.1 DS18B20引脚功能72.4.2 DS18B20性能特点72.4.3 DS18B20测温原理72.4.4 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路102.5 1602LCD液晶模块显示132.6 蜂鸣报警器152.7 数字温度计电路原理图153 系统软件设计163.1 系统软件设计思路163.2 读出温度子程序163.3 计算温度子程序173.4 显示温度子程序183.5 数字温度计主程序184 系统仿真194.1 Proteus仿真软件简介194.2 仿真原理图194.3 加载仿真程序19总 结20参考文献21致 谢22附录231 绪论1.1 数字温度计研究背景温度是我们日常生活和生产中经常接触到的物理量，但是它是看不到的。最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(15641642)发明的。后来又相继出现华氏温度计、列式温度计、摄氏温度计，均用水银和酒精等制作，传统意义上的温度计测温精度不高，而且现在世界上大多数国家统一使用摄氏温度计。随着科学技术的开展和现代工业生产的需要，测温技术也在不断地改良和提高。由于测温X围变得越来越广，根据不同的测温精度要求，又制造出不同需要的测温仪器：气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、高温温度计等。在测温电路中可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进展A/D转换后，就可以用单片机进展数据的处理，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，电路设计比拟复杂1。数字温度计恰恰是以读数方便、准确的特点进入我们的生活。随着温度感应元件灵敏度的增强，数字温度将会渐渐取代普通的温度计。数字温度计是通过一定的电路和温度传感器进展测量，将温度用数字准确的显示出来。数据显示比拟直观而且测量精度比拟高，测温X围也比拟大。1.2 数字温度计研究目的和意义温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域有特别重要的意义。传统所使用的温度计通常都是精度为1的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量还比拟大，达到热平衡所需要的时间较长，因此很难读准温度值，并且使用非常不方便。数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便、测温X围广、测温准确、其输出温度采用数字显示等优点，主要用于日常生活和科研实验中测温比拟准确的场所。数字温度计采用温度传感器DS18B20作为测温元件。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，温度测量X围为55125，被测温度用扩展的16位数字量方式串行输出。多个DS18B20可以接在一根线上，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较少，可节省大量的引线和逻辑电路2。数字温度计设计采用温度传感器DS18B20测量出环境的温度，通过核心器件单片机AT89C51处理数据，最后用LCD液晶模块显示数值，并且可以设定报警温度。如果测量温度在设定X围之外，发出报警信号。1.3 数字温度计研究主要工作利用数字温度传感器DS18B20设计了一种基于单片机的数字温度测量系统，测量的结果使用1602LCD液晶模块直接显示出来。主要工作如下：1. 温度测试根本X围55125。2. 精度误差小于±。3. LCD液晶显示。4. 可以设定温度的上下限报警功能上限120，下限-50。当温度超过上限温度时红灯亮起并且发出急促的报警声，当温度低于下限温度时黄灯亮起并且发出低沉的报警声。2 系统硬件电路设计2.1 数字温度计总体设计方案数字温度计的总体设计方案如图2-1所示，主控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS18B20，用1602LCD液晶模块实现温度显示。主 控 制 器AT89C51单片机复位时钟振荡蜂鸣报警器液晶模块显示温度传感器DS18B20图2-1 总体设计方框图2.2 电源设计如图2-2电源设计原理图所示将220V交流电压经过调压、整流、滤波以后变成5V直流电压。AC2为外接220V电源接口，经过TRAN1变压成为9V电源。9V的直流电源经过7805稳压电路调节