数字温度计设计-毕业设计.doc

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数字温度计设计

学生：

XXX指导教师：

XXX

内容摘要：

在这个信息化高速发展的时代，单片机已经成为最经典的微控制器，单片机技术普及到我们的生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种较为成熟的技术，作为一名工科类学生，我们已经学习了单片机，就应该把它熟练的应用到我们的实际生活当中。

本文将要介绍一种单片机控制的数字温度计，这种温度计属于多功能温度计，它具有读数方便，测温范围广，测温准确，数字显示，适用范围宽等特点。

主要用于对测温要求比较准确的场所，或科研室使用，该设计控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，本温度计可以调整显示日期、时间，可设定最低、最高温度报警值。

测量温度超过设定的温度上、下限，启动蜂鸣器和指示灯报警。

温度显示稳定。

在实现温度显示的同时，能准确达到以上要求。

关键词：

数码管显示数字温度计DS18B20AT89S51

Designfordigitalthermometer

Abstract:

Intheinformationageofhigh-speeddevelopment,SCMhasbecomeoneofthemostclassicmicrocontroller,SCMtechnologyspreadtoourlives,work,research,invariousfields,hasbecomeamorematuretechnology,asanengineeringstudent,wehavestudiedtheSCM,itshouldbeagoodapplicationtoouractuallife.Thispaperwillintroduceakindofmicrocontrollercontrolofthedigitalthermometer,thethermometerbelongstothemultifunctionthermometer,ithasreadingconvenience,awiderangeoftemperaturemeasurement,accuratetemperaturemeasurement,digitaldisplay,wideapplicationrangeandotherfeatures.Mainlyusedformoreaccuratetemperaturemeasurementrequirementsofplaces,orscientificresearchroom,theuseofSCMAT89S51controllerdesign,theuseofDS18B20temperaturesensor,thethermometercanadjustthedisplaydate,time,cansettheminimum,maximumtemperaturealarmvalue.Measuringthetemperatureexceedsthesettemperature,lowerlimit,startalarmbuzzerandindicatorlight.Temperaturestability.Intherealizationoftemperaturedisplayatthesametime,canaccuratelyachievetheaboverequirements.

Keywords:

SCMdigitalcontroldigitalpipedisplaythermometerDS18B20AT89S52devices

目录

前言 1

1数字温度计设计方案的论证 1

1.1方案一 1

1.2方案二 1

2数字温度计详细设计 2

2.1主控制器AT89S51 2

2.1.1AT89S51的特点及特性：

2

2.1.2管脚功能说明 3

2.1.3振荡器特性 5

2.1.4芯片擦除 5

2.2温度采集部分的设计 5

2.2.1温度传感器DS18B20 5

2.2.2DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 10

2.3显示部分电路设计 12

2.3.174LS164引脚功能及特性 12

2.3.2显示电路 13

2.4报警电路的实现 14

2.5报警上、下限调整电路实现 14

2.6复位电路的实现 14

3系统软件设计 15

3.1主程序 15

3.2读出温度子程序 16

3.3温度转换命令子程序 17

3.4计算温度子程序 18

3.5显示数据刷新子程序 19

3.6系统的调试过程 19

4结束语 20

附录１：

程序清单 21

附录2：

整体设计原理图 29

参考文献：

30

31

数字温度计设计

前言

随着人们生活水平的不断提高，单片机在我们的日常生活中越来越广泛，它带给人们的方便是不可否定的，不如说，数字温度计，现在人们对它的要求是越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术着手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本设计将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，测温准确的特点，其输出温度采用数字显示，该设计的控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据，实现温度显示，能准确达到以上列出的要求。

随着时代的进步与发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种较为成熟的技术。

本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，但温度不在设置范围内时，可以报警。

1数字温度计设计方案的论证

1.1方案一

由于本次设计是测温电路，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，感温电路相对比较麻烦。

1.2方案二

★因为要考虑到温度传感器，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，这类传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，可以满足设计要求。

★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1.2.1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用5位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

单片机复位

报警点按键调整

时钟振荡

主控制器

LED显示

温度传感器

图1.2.1总体设计框图

从以上两种方案，很容易得出一个观点：

采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单。

2数字温度计详细设计

2.1主控制器AT89S51

2.1.1AT89S51的特点及特性：

AT89S51引脚图如图2.1.1-1所示，共有40个引脚，4kbytesflash片内程序存储器，128bytes的随机存取存储器（ram）,32个外部双向输入/输出（i/o）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（wd）电路，片内时钟振荡器。

图2.1.1-1AT89S51引脚图

此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0hz，并且可以通过软件设置省电模式。

空闲模式下，CPU暂停工作，而ram定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存ram的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。

同时该芯片还具有pdip、tqfp和plcc等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

主要功能特性：

兼容mcs-51指令系统4k可反复擦写（>100次）ipflashrom

32个双向i/o口4.5-5.5工作电压

2个16位可编程定时/计数器时钟频率0-33mhz

全双工uart串行中断口线128x8bit内部ram

2个外部中断源低功耗空闲和省电模式

中断唤醒省电模式3级加密位

看门狗（wdt）电路软件设置空闲和省电功能

灵活的isp字节和分页编程双数据寄存器指针

2.1.2管脚功能说明

VCC：

供电电压。

GND:

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写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P0外部必须被拉高。

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部上拉为低电平，P3口将输出电流（ILL），这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如以下所诉：

P3口管脚备选功能

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2/INTO（外部中断0）

P3.3/INTO（外部中断1）

P3.4T0（计时器0外部输入）

P3.5T1（计时器1外部输入）

P3.6/WR（外部数据存储器写选通）

P3.7/RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG:

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

通常情况下，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而需要注意的是：

每当用作外