数字温度计课程设计报告Word文档格式.docx
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VCC（40脚）和VSS（20脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。
P0~P3为可编程通用I/O脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0端口（32~39脚）被定义为N1功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13脚定义为IR输入端，10脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12脚、27脚及28脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。
温度传感器的选择
DS18B20的简单介绍
DS18B20温度传感器是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：
①独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
②多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
③无须外部器件；
④可通过数据线供电，电压范围为~Ｖ；
⑤零待机功耗；
⑥温度以９或１２位数字；
⑦负电压特性，电极接反时，温度计不会因发热而烧毁，只是不能正常工作。
DS18B20的外形和内部结构
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、各种封装形式如图所示，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。
图外部封装形式图DS18B20的电路
DS18B20采用3脚PR－35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图2-4所示。
图2-4DS18B20内部结构
64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。
高速暂存RAM的结构为9字节的存储器。
头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。
第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。
DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。
低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。
DS18B20的测温原理
DS18B20的温度值的位数因分辨率不同而不同，温度转换时的最大延时为750ms。
DS18B20测温原理如图所示。
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。
高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。
计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。
计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
图中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。
图DS18B20测温原理
DS18B2的外部电路图
根据设计要求，传感器的硬件电路图如图所示。
图DS18B20外部电路图
三．程序流程
图DS18B20温度计主程序流程图图读出温度子程序流程图
图计算温度子程序图显示数据刷新子程序流程图
4．Proteus仿真调试结果及分析
温度计电路设计原理图如图所示,控制器使用单片机AT89C2052,温度计传感器使用DS18B20,用液晶实现温度显示。
本温度计大体分三个工作过程。
首先，由DS18820温度传感器芯片测量当前的温度，并将结果送入单片机。
然后，通过89C2052单片机芯片对送来的测量温度读数进行计算和转换，井将此结果送入液晶显示模块。
最后，SMC1602A芯片将送来的值显示于显示屏上。
由图可看到，本电路主要由DSl8820温度传感器芯片、SMCl602A液晶显示模块芯片和89C2052单片机芯片组成。
其中，DSI8B20温度传感器芯片采用“一线制”与单片机相连，它独立地完成温度测量以及将温度测量结果送到单片机的工作。
图温度计电路设计仿真图
5．硬件调试结果及分析
软件调试
根据流程图编写程序软件。
本次设计系统的调试以程序的调试为主。
程序的调试我们采用ＫeilC51．KeilC51软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编,PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用。
系统调试
软硬件分别调试完成以后，将程序下载入单片机中，电路板接上电源，按刷新按钮LCD显示当前温度。
用手去碰触温度传感器，按刷新按钮，温度显示值出现变化，显示当前手的温度值。
完成了我们预期的要求。
6．设计感受与见解
本次综合实训是针对MCS-51系列的单片机芯片STC89C52来设计一个数字温度计，该设计充分利用了温度传感器DS18B20功能强大的优点，如DS18B20可以直接读出被测温度值，进行转换；
而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点，大大简化了硬件电路，也使得该数字温度计不仅具有结构简单、成本低廉、精确度较高、反应速度较快、数字化显示和不易损坏等特点，而且性能稳定，适用范围广，因此特别适用于对测温要求比较准确的场所。
在这次设计中，熟悉了制作一个产品的总体流程，能熟练使用一些必要的设计工具和仿真工具等。
通过选认元件，连线，调试检测等过程，锻炼自己的理论联系实际的能力和实际操作能力，从而综合性地巩固所学的知识，为将来的工作做一次实战演习。
经过将近2周的综合实训，终于完成了我的数字温度计的设计，虽然没有完全达到设计要求，但从心底里说，还是高兴的，
从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我在这次实训中的最大收获。
七．附件一：
元器件清单
STC89C511个
温度传感器DS18B201个
插针1排
LCD16021个
40脚插座1个
12MHZ晶振1个
电容30PF2个
22UF1个
电阻10K2个
1个
附件二：
源程序
#include<
>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitDQ=P3^7;
//ds18b20与单片机连接口
sbitRS=P3^0;
sbitRW=P3^1;
sbitEN=P3^2;
unsignedcharcodestr1[]={"
temperature:
"
};
unsignedcharcodestr2[]={"
uchardatadisdata[5];
uinttvalue;
//温度值
uchartflag;
//温度正负标志
/*************************lcd1602程序**************************/
voiddelay1ms（unsignedintms）//延时1毫秒（不够精确的）
{unsignedinti,j;
for（i=0;
i<
ms;
i++）
for（j=0;
j<
100;
j++）;
}
voidwr_com（unsignedcharcom）//写指令//
{delay1ms
（1）;
RS=0;
RW=0;
EN=0;
P2=com;
delay1ms
（1）;
EN=1;
voidwr_dat（unsignedchardat）//写数据//
;
RS=1;
P2=dat;
voidlcd_init（）//初始化设置//
{delay1ms（15）;
wr_com（0x38）;
delay1ms（5）;
wr_com（0x08）;
wr_com（0x01）;
wr_com（0x06）;
wr_com（0x0c）;
voiddisplay（unsignedchar*p）//显示//
{
while（*p!
='
\0'
）
wr_dat（*p）;
p++;
delay1ms
（1）;
init_play（）//初始化显示
{lcd_init（）;
wr_com（0x80）;
display（str1）;
wr_com（0xc0）;
display（str2）;
}
/*****************ds1820程序*********************************/
voiddelay_18B20（unsignedinti）//延时1微秒
while（i--）;
voidds1820rst（）/*ds1820复位*/
{unsignedcharx=0;
DQ=1;
//DQ复位
delay_18B20（4）;
//延时
DQ=0;
//DQ拉低
delay_18B20（100）;
//精确延时大于480us
//拉高
delay_18B20（40）;
}
uchards1820rd（）/*读数据*/
{unsignedchari=0;
unsignedchardat=0;
for（i=8;
i>
0;
i--）
{DQ=0;
//给脉冲信号
dat>
=1;
DQ=1;
if（DQ）
dat|=0x80;
delay_18B20（10）;
return（dat）;
voidds1820wr（ucharwdata）/*写数据*/
{unsignedchari=0;
for（i=8;
i>
i--）
{DQ=0;
DQ=wdata&
0x01;
wdata>
read_temp（）/*读取温度值并转换*/
{uchara,b;
ds1820rst（）;
ds1820wr（0xcc）;
//*跳过读序列号*/
ds1820wr（0x44）;
//*启动温度转换*/
//*跳过读序列号*/
ds1820wr（0xbe）;
//*读取温度*/
a=ds1820rd（）;
b=ds1820rd（）;
tvalue=b;
tvalue<
<
=8;
tvalue=tvalue|a;
if（tvalue<
0x0fff）
tflag=0;
else
{tvalue=~tvalue+1;
tflag=1;
tvalue=tvalue*;
//温度值扩大10倍，精确到1位小数
return（tvalue）;
/*******************************************************************/
voidds1820disp（）//温度值显示
{ucharflagdat;
disdata[0]=tvalue/1000+0x30;
//百位数
disdata[1]=tvalue%1000/100+0x30;
//十位数
disdata[2]=tvalue%100/10+0x30;
//个位数
disdata[3]=tvalue%10+0x30;
//小数位
if（tflag==0）
flagdat=0x20;
//正温度不显示符号
flagdat=0x2d;
//负温度显示负号:
-
if（disdata[0]==0x30）
{disdata[0]=0x20;
//如果百位为0，不显示
if（disdata[1]==0x30）
{disdata[1]=0x20;
//如果百位为0，十位为0也不显示
wr_com（0xc0）;
wr_dat（flagdat）;
//显示符号位
wr_com（0xc1）;
wr_dat（disdata[0]）;
//显示百位
wr_com（0xc2）;
wr_dat（disdata[1]）;
//显示十位
wr_com（0xc3）;
wr_dat（disdata[2]）;
//显示个位
wr_com（0xc4）;
wr_dat（0x2e）;
//显示小数点
wr_com（0xc5）;
wr_dat（disdata[3]）;
//显示小数位
/********************主程序***********************************/
voidmain（）
{init_play（）;
//初始化显示
while
（1）
{read_temp（）;
//读取温度
ds1820disp（）;
//显示
9．附录三：
实物图及使用说明
说明：
按键刷新温度
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