基于51单片机数字温度计设计Word文档格式.docx
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2、掌握LED数码显示电路的设计和使用方法。
3、掌握DS18B20温度传感器的工作原理及使用方法。
二、设计要求
1、本次单片机课程设计要求以51系列单片机为核心，以开发板为平台。
2、设计一个数字式温度计，要求使用DS18B20温度传感器测量温度。
3、经单片机处理后，要求用4位一体共阴LED数码管来设计显示电路，以显示测量的温度值。
4、另外还要求在设计中加入报警系统，如果我们所设计的系统用来监控某一设备，当设备的温度超过或低于我们所设定的温度值时，系统会产生报警。
5、要求在设计中加入上下限警报温度设置电路。
三、设计的具体实现
1数字温度计设计的方案
在做数字温度计的单片机电路中，对信号的采集电路大多都是使用传感器，这是非常容易实现的，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。
采集之后，通过使用51系列的单片机，可以对数据进行相应的处理，再由LED显示电路对其数据进行显示。
2系统设计框图
温度计电路设计总体设计方框图如下图所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS18B20，用4位一体共阴LED数码管以串口传送数据实现温度显示。
此外，还添加了报警系统，对温度实施监控。
3主控器AT89C51芯片
对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。
AT89C51以低价位单片机可为提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。
单片机AT89C51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该器件是INTEL公司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品，采用了可靠的CMOS工艺制造技术，具有高性能的8位单片机，属于标准的MCS—51的CMOS产品。
AT8951的管脚如下图所示：
AT89C51芯片管脚图
4时钟电路
80C51时钟有两种方式产生，即内部方式和外部方式。
80C51中有一个构成内部震荡器的高增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。
本次采用内部震荡电路,瓷片电容采用22PF,晶振为12MHZ。
晶体震荡电路图
5复位电路
单片机系统的复位电路在这里采用的是上电+按钮复位电路形式，其中电阻R采用10KΩ的阻值，电容采用10μF的电容值。
复位电路
6温度传感电路
DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。
DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
温度测量范围为-55～+125摄氏度，可编程为9位～12位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。
被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。
DS18B20内部结构主要由四部分组成：
64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的管脚排列、各种封装形式，DQ为数据输入/输出引脚。
开漏单总线接口引脚。
当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源；
GND为地信号；
VDD为可选择的VDD引脚。
当工作于寄生电源时，此引脚必须接地，如下图所示。
DS18B20管脚图
7显示电路
对于数字温度的显示，我们采用4位一体共阴LED数码管。
足够显示0~100中各位数，并且还能显示一位小数部分。
4位LED数码显示管
8温度报警电路
对于数字温度计的设计，除了温度的数字显示功能外还加入了报警系统，当测量的温度超过或低于我们所设定的温度值时，系统会产生报警并亮红灯报警。
其电路图如下所示。
蜂鸣器红灯报警系统电路图
源程序：
/********************************************************************
*程序名;
基于51单片机的温度计
*功能：
实时测量温度，超过上下限报警，报警温度可手动调整。
K1是用来
*进入上下限调节模式的，当按一下K1进入上限调节模式，再按一下进入下限
*调节模式。
在正常模式下，按一下K2进入查看上限温度模式，显示1s左右自动
*退出；
按一下K3进入查看下限温度模式，显示1s左右自动退出；
按一下K4消除
*按键音，再按一下启动按键音。
在调节上下限温度模式下，K2是实现加1功能，
*K1是实现减1功能，K3是用来设定上下限温度正负的。
*********************************************************************/
#include<
reg52.h>
intrins.h>
//将intrins.h头文件包含到主程序（调用其中的_nop_（）空操作函数延时）
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
ucharmax=0x00,min=0x00;
//max是上限报警温度，min是下限报警温度
bits=0;
//s是调整上下限温度时温度闪烁的标志位，s=0不显示200ms，s=1显示1s左右
bits1=0;
//s1标志位用于上下限查看时的显示
voiddisplay1（uintz）;
#include"
ds18b20.h"
keyscan.h"
display.h"
/******************************************************/
/* 主函数 /
/*****************************************************/
voidmain（）
{
beer=1;
//关闭蜂鸣器
led=1;
//关闭LED灯
timer1_init（0）;
//初始化定时器1（未启动定时器1）
get_temperature
（1）;
//首次启动DS18B20获取温度（DS18B20上电后自动将EEPROM中的上下限温度复制到TH和TL寄存器）
while
（1）
{
keyscan（）;
get_temperature（0）;
display（temp,temp_d*0.625）;
alarm（）;
}
}
/**********************************************************************
ds18b20数码管动态显示头文件
通过定时器0延时是数码管动态显示
**********************************************************************/
#ifndef__ds18b20_display_H__
#define__ds18b20_display_H__
#defineuintunsignedint //变量类型宏定义，用uint表示无符号整形（16位）
#defineucharunsignedchar //变量类型宏定义，用uchar表示无符号字符型（8位）
sbitwei1=P2^4;
//可位寻址变量定义，用wei1表示P2.4口
sbitwei2=P2^5;
//用wei2表示P2.5口
sbitwei3=P2^6;
//用wei3表示P2.6口
sbitwei4=P2^7;
//用wei4表示P2.7口
ucharnum=0;
//定义num为全局无符号字符型变量，赋初值为‘0’
ucharcodetemperature1[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
//定义显示码表0~9
ucharcodetemperature2[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};
//带小数点的0~9.
ucharcodetemperature3[]={0x00,0x80,0x40,0x76,0x38};
//依次是‘不显示’‘.’‘-’‘H’‘L’
/延时子函数 /
voiddisplay_delay（uintt） //延时1ms左右
uinti,j;
for（i=t;
i>
0;
i--）
for（j=120;
j>
j--）;
}
/* 定时器1初始化函数 /
voidtimer1_init（bitt）
TMOD=0x10;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
EA=1;
ET1=1;
TR1=t;
//局部变量t为1启动定时器1，为0关闭定时器1
/* 定时器1中断函数 /
voidtimer1（）interrupt3
//重新赋初值，定时50ms
num++;
//每进入一次定时器中断num加1（每50ms加1一次）
if（nu
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