基于51单片机数字温度计设计

1、 毕业论文设计题目： 基于51单片机的数字温度计设计 姓 名： 所在系部： 班级名称： 学 号： 指导老师： 2010年 12 月 / 文档可自由编辑打印设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：基于51单片机的数字温度计设计指导教师：职称：类别：毕业设计学生：学号：设计（论文）类型：论文专业：班级：是否隶属科研项目：否1、设计（论文）的主要任务及目标本设计是以AT89S51单片机为核心，利用DS18B20温度传感器作为温度采集点，通过3个SM4105共阳极数码管以及74LS244等元件组成的数字温度计。此温度计能够根据温度的变化自动调节显示。最大显示温度为100度，最小显示-10度。2、论文的主要内容（1）89S51单片机的原理（2）DS18B20温度传感器结构（3）74LS224反相器简介（4）电路原理图3、论文的基本要求（1）严格按照学院机电专业毕业设计格式要求（2）论文必须包含中英文的摘要，参考文献等（3）论文必须从硬件和软件方面对设计内容进行阐述（4）论文中保留有单片机的编程、软件仿真技术及系统调试方法的痕迹（5）在附录中包有整个电子琴系统设计的电路图（6）设计时，能正确理解电

2、子琴系统设计的目的和要求，掌握系统设计的一般程序（7）通过设计具有收集参考资料加以消化、归纳的能力（8）通过设计具有调研、收集、查阅资料、分析判断确定设计/论文方案的能力（9）通过设计具有归纳、整理技术资料，撰写技术文件的能力（10）通过设计具有阐述论证设计/论文成果及其技术答辩的能力4、主要参考文献1 张洪润单片机应用技术教程M北京：清华大学出版社,19972 李广弟单片机基础M北京：北京航空航天大学出版社,20013 万光毅单片机实验与实践教程M北京：北京航空航天大学出版社，20014 何立名MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术M北京：北京航空航天大学出版社,19905 蔡美琴MCS-51单片机系统及应用M北京：高等教育出版社,19926 马彪单片机应用技术M上海：同济大学出版社，20097 陈忠平单片机原理及接口M北京：清华大学出版社，20078 李华MCS-51系列单片机实用接口技术M北京：北京航空航天大学出版社,20009 韩志军，刘新民数字温度传感器DS18B20 及其应用J 南京工程学院学报：自然科学版，2003（1）：9-1410 陈惠明，李燕华，王静滨

3、单片机控制手机的软硬件接口技术及应用J 微计算机信息，2005（1）：139-1415、进度安排设计（论文）个阶段任务起至日期1设计原始资料的准备及系统方案的确定2010-9-13至2010-9-172控制系统硬件电路设计2010-10-8至2010-10-303软件编程及调试2010-11-1至2010-11-254撰写设计说明书，装订及答辩2010-1-2至2010-1-85合 计（ 10周 ）目 录第1章概述11.1 简述11.2 任务描述11.3 设计思路2第2章系统主要元器件介绍32.1 单片机的选用及功能介绍32.2 DS18B20 温度传感器介绍52.2.1引脚功能62.2.2 DS18B20内部结构62.2.3 DS18B20的工作原理92.2.4 DS18B20的测温原理122.3 74LS244反相器简介14第3章硬件电路的设计153.1 接口设计153.2 主板电路设计153.3 其他电路设计16第4章软件设计194.1主程序194.2 读出温度子程序194.3 温度转换命令子程序204.4 计算温度子程序204.5 显示数据刷新子程序214.6 主要设计程序21

4、4.7 调试23第5章结束语24参考文献25致 谢26附录一27摘 要本文主要介绍了一种基于AT89S51单片机和DS18B20数字温度传感器来进行测温的方法。具体设计时，作者对AT89S51和DS18B20进行了接口电路设计，同时利用74LS244进行段码驱动、实现数码管的显示输出；并在此基础上，通过软件设计实现温度的数据采集和传输。由于DS18B20数字温度传感器是单总线器件，与AT89S51单片机组成一个测温系统，具有线路简单、体积小等特点，并且由于是在同一根通信线上，因此可以扩展、挂接很多这样的测温系统，十分方便。关键词：数字温度计；AT89S51；DS18B20；74LS244AbstractThis paper presents a temperature- measuring method using Single-Chip AT89S51 and Digital Temperature Sensor DS18B20. The author has designed the interface circuit for AT89S51 and DS18B20. 74LS24

5、4 is also used to drive the devices by block code and in this way the results and be displayed through the digital display. All data will be collected and transported by an designed software. The Digital Temperature Sensor DS18B20 is a monobus device, but with the combination of Single-Chip AT89S51, a temperature- measuring system is made. This system has many advantages, such as its simple circuit, small size, etc. This system also brings convenience. A number of systems like this can be attach

6、ed to only one communication line at the same time. Key words: Digital Temperature Sensor； AT89S51；DS18B20；74LS244第1章 概述1.1 简述单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以直接处理电信号，也可以间接处理温度、湿度、压力等非电信号。由于该特点，因而被广泛应用于工业控制领域。 另一方面，由于单片机的接口信号是数字信号，因此使用它来进行温度、湿度、压力等这类非电信号的信息处理，必须使用对应的传感器进行A/D或D/A转换，最后再传输给单片机进行最终的数据处理和显示。在测温领域，人们通常使用温度传感器，将温度信息转换为电流或电压进行输出，进而完成数据的处理和显示。本文正是基于温度传感器和单片机而构建的电路，进而完成温度的测量和显示。 温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器模拟集成温度传感器智能集成温度传感器。目前使用最广的是智能温度传感器 (亦称数字温度传感器) ，是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶

7、，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配于各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，本文将介绍了智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法，并以此传感器为测温元件，AT89S51单片机为控制核心，构成的数字温度测量装置，并对其的工作原理及程序设计作了详细的介绍。1.2 任务描述设计要以AT89S51单片机为核心，利用DS18B20温度传感器作为温度采集点，通过3个SM4105共阳极数码管以及74LS244等元件组成的数字温度计。此温度计能够根据温度的变化自动调节显示。最大显示温度为100度，最小显示-10度。1.3 设计思路单片机的接口信号是数字信号。要想用单片机获取温度这类非电信号的信息，必须使用温度传感器，将温度信息转换为电流或电压输出。如果转换后的电流或电压输出是模拟信号，还必须进行AD转换，以满足单片机接口的需要。传统的温度检

8、测大多以热敏电阻作为温度传感器。但是，热敏电阻的可靠性较差、测量温度准确率低，而且还必须经专门的接口电路转换成数字信号后才能由单片机进行处理。本文介绍一种采用数字温度传感器实现的基于单片机的数字温度计。设计单片机数字温度计需要考虑以下3个方面： 温度传感器芯片的选择； 单片机和温度传感器的接口电路； 控制温度传感器实现温度信息采集以及数据传输的软件。第2章 系统主要元器件介绍2.1 单片机的选用及功能介绍AT89S51 是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS型8位单片机，片内含4Kbytes 的可编程的Flash只读程序存储器，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash ROM程序存储器，并支持可在线编程（ISP）功能；另一方面，由于价格低、因而被广泛应用于许多高性价比的场合，如工业控制、消费电子等各种控制领域，对于简单的测温系统而言，它已经足够。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。设计中采用89S51单片机。其主要特性如下： 与MCS-51产品指令系统完全兼容； 4K字节可编程闪烁存储器； 1000擦写周期； 4.05.5V工作电压范围； 全静态工作：0Hz-33MHz； 程序存储器具有3级加密保护； 128*8位内部RAM； 32可编程I/O线； 两个16位定时器/计数器； 6个中断源和2个优先级； 可编程全双工串行通道； 图2.1 89S51单片机引脚图 低功耗的闲置和掉电模式； 看门狗（WDT）及双数据指针； 具有JTAG接口，可方便地在线编程或在系统编程。AT89S51 单片机为40引脚双列直插式封装。其引脚排列和逻辑符号如图2.1 所示。各引脚功能简单介绍如下： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时

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