基于STC89C52单片机的数字温度计综述Word文档下载推荐.docx
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5系统测试·
P9
5.1主要指标测试·
5.2测试结果分析·
参考文献·
P10
附录·
P11
基于STC89C52单片机的数字温度
专业：
自动化成员姓名：
邹远淳徐冰孙顺新唐高峰指导教师：
杨伟新
摘要温度的检测是工业生产中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。
本文设计了一种基于STC89C52单片机的温度检测系统，该系统将温度传感器DS18B20接在控制器的端口上，对温度进行采集，将采集到的温度值显示在LED数码管上。
经实验测试表明，该系统设计和布线简单，结构紧凑，有可读性高，反应速度快，测量准确，抗干扰能力强，性价比高，扩展方便等优点，具有关阔的应用前景。
关键词STC89C52，数字温度计，DS18B20
ABSTRACT
Temperaturedetectionisoneoftypicalapplicationinindustrialproduction.Asthesensorismorewidelyusedintheproductionandlife,Usingnewdigitaltemperaturesensorfortemperaturetestandtemperaturecontrolgetfasterdeveloped.ThispaperdesignsatemperaturedetectionbasedonSTC89C52single-chipmicrocomputersystem.ThesystemwillbethetemperaturesensorDS18B20connecttoaportonthecontroller,collecttemperature,collectedtemperaturevaluewillbedisplayedontheLEDdigitaltube.Throughexperimentaltests,thesystemdesignandwiringissimple,compact-sized,therearereadable,quickresponse,accuratemeasurement,highEFT,highcostperformance,convenientextensionandotherbenefits,ithasasprawlingapplicationprospect.
KeyWords:
STC89C52，Digitalthermometer，DS18B20
1绪论
随着人民生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子。
单片机控制温度检测系统的温感系统主要是DS18B20芯片，该芯片由一根总线控制，电压范围为3.0v--5.5v。
DS18B20具有测温方便、测温范围广、测温精度高等特点。
出于对此类问题的探索，我们设计并制作了此温度检测系统。
本设计所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。
其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，该设计控制器模块主要使用STC89C52单片机，测温传感模块使用DS18B20;
显示模块使用LED数码管，可以只管、准确的显示所测温度值。
2系统组成及工作原理
1总体设计方案
经分析，将系统分为两个部分，一个是由温度传感器DS18B20组成的检测部分，另一个是由单片机和LED数码管组成的主控与显示部分。
如图所示DS18B20将检测到的数据送到单片机，单片机对接收到的数据进行处理并送到1602显示，6V电源给各个部分供电。
图2-1系统总设计图
2系统模块组成
本系统由单片机主控电路、DS18B20温度检测模块、LED数码管显示模块3部分组成。
3系统电路设计
1STC89C52单片机主控制器
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能：
8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。
另外STC89X52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。
STC89C52引脚图如下所示：
图3-1STC89C52引脚图
STC89C52单片机主控电路原理图如下：
图3-2STC89C52单片机主控电路原理图
单片机主控模块包括了振荡电路、复位电路，同时接入了各个模块的接口，保证了整个系统的灵活性。
单片机是整个系统的控制中枢，它指挥外围器件协调工作，从而完成特定的功能。
硬件实现上采用模块化设计，每一模块只实现一个特定功能，最后再将各个模块搭接在一起。
这种设计方法可以降低系统设计的复杂性。
控制电路的核心器件是由STC公司生产的STC89C52单片机，属于MCS-51系列。
STC89C52是一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，采用的工艺是Atmel公司的高密度非易失存储器技术；
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器；
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案；
价格低廉、性能可靠、抗干扰能力强。
因此广泛应用于工业控制和嵌入式系统中。
3.2LED数码管显示模块
LED数码管原理图如下所示：
图3-3LED数码管原理图
下面左图为实验板其中一只数码管，而右图为数码管的内部接法，也
就是前面所说的共阳极。
当要其显示“1”时，只需置B与C为低电平，而其它的为高电平；
当要显示“2”时，只需置A﹑B﹑G﹑E﹑D为低电平，而其它的为高电平；
当要显示“8”时，就除了小数点以外全部为低电平；
如此类推。
图3-4数码管图3-5数码管的内部接法
下面我们来系统地介绍一下在单片机应用电路中最为实用的LED数码管显示方法
——“动态扫描”。
什么是动态扫描？
就是所要工作的若干个数码管轮流显示，只要轮流显示的速度足够快，每秒约50次以上，由于人眼的“视觉暂留”特性，看起来就像是连续显示，这样称为动态扫描。
这种显示方式在数码管应用系统中应用得最为广泛。
图3-6动态扫描电路图3-7动态扫描的工作时序
左图为共阳极的动态扫电路，而右图则为电路的工作时序。
下面我们来分析一下动态扫描的工作原理。
在电路中T1﹑T2﹑T3为用作开关作用，当B极dig1﹑dig2﹑dig3为低电平时导通，为高电平时截止，三个电阻为限流电阻。
下面我们从图5-15来理解一下动态扫描的工作原理。
第一：
首先显示个位，在单片机中将dig1置低电平，而dig2与dig3置高电平，所以只有T1导通，而T2与T3则截止，同时在段码a～g中输出相应段码的低电平，那么在数码管中只有个位显示，而相应的十位与百位则没有显示。
第二：
显示十位，在单片机中将dig2置低电平，而dig1与dig3置高电平，所以只有T2导通，而T1与T3则截止，同时在段码a～g中输出相应段码的低电平，那么在数码管中只有十位显示，而相应的个位与百位则没有显示。
第三：
显示百位，在单片机中将dig3置低电平，而dig1与dig2置高电平，所以只有T3导通，而T1与T2则截止，同时在段码a～g中输出相应段码的低电平，那么在数码管中只有百位显示，而相应的个位与十位则没有显示。
3.3温度检测模块
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的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：
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
●无须外部器件；
●可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5Ｖ；
●零待机功耗；
●温度以９或１２位数字；
●用户可定义报警设置；
●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；
●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；
DS１８B２０接线图如下所示：
图3-8DS１８B２０接线图
4系统软件设计
设计中使用德国Keil公司出品的KeiluVision编程软件，它是业内对51系列单片机编程的常用工具。
下载器为STC公司的专用程序下载器，与使用的STC89C52RC单片机兼容。
5系统测试
5.1主要指标测试
本系统测量范围为-55.0℃-99.9℃,报警温度值设定范围为0℃-99℃，温度误差为0.1℃。
5.2测试结果分析
通过测试，与标准仪器所测得的温度相比较，可得系统的误差为信号传输过程中可能存在误码，及误判。
参考文献
【1】康华光《电子技术基础》，高等教育出版社，第二版，数字部分
【2】康华光《电子技术基础》，高等教育出版社，第五版，模拟部分
【3】谭浩强《C程序设计教程》，清华大学出版社，第一版
【4】张毅刚《单片机原理及应用》，高等教育出版社
【5】郭天祥《新概念51单片机C语言教程:
入门、提高、开发、拓展全攻略》，电子工业出版社
附录
附录1系统图
图10系统完整原理图
图11LED数码管显示模块原理图
图12DS18B20温度检测模块原理图
附录2、程序源代码
#include<
reg52.h>
unsignedcharm,n,p;
sbitDQ=P2^3;
//定义DS18b20的管脚
sbitL1=P2^7;
//定义控制数码管的管脚
sbitL2=P2^6;
sbitL3=P2^5;
sbitL4=P2^4;
unsignedchartable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,
0x82,0xF8,0x80,0x90,0x7f,0xbf,0xa7};
//0-9数字，后面为"
.-C"
/*****延时子程序*****/
voidDelay_DS18B20（intnum）
{
while（num--）;
}
/*****初始化DS18B20*****/
voidInit_DS18B20（void）
unsignedcharx=0;
DQ=1;
//DQ复位
Delay_DS18B20（8）;
//稍做延时
DQ=0;
//单片机将DQ拉低
Delay_DS18B20（80）;
//精确延时，大于480us
//拉高总线
Delay_DS18B20（14）;
x=DQ;
//稍做延时后，如果x=0则初始化成功，x=1则初始化失败
Delay_DS18B20（20）;
/*****读一个字节*****/
unsignedcharReadOneChar（void）
unsignedchari=0;
unsignedchardat=0;
for（i=8;
i>
0;
i--）
{
//给脉冲信号
dat>
>
=1;
if（DQ）
dat|=0x80;
Delay_DS18B20（4）;
}
return（dat）;
/*****写一个字节*****/
voidWriteOneChar（unsignedchardat）
i>
i--）
DQ=dat&
0x01;
Delay_DS18B20（5）;
/*****读取温度*****/
unsignedintReadTemperature（void）
unsignedchara=0;
unsignedcharb=0;
unsignedintt=0;
floattt=0;
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0xCC）;
//跳过读序号列号的操作
WriteOneChar（0x44）;
//启动温度转换
WriteOneChar（0xBE）;
//读取温度寄存器
a=ReadOneChar（）;
//读低8位
b=ReadOneChar（）;
//读高8位
t=b;
t<
<
=8;
t=t|a;
tt=t*0.0625;
t=tt*10+0.5;
//放大10倍输出并四舍五入
return（t）;
voiddisplay（）//数码管扫描函数
P0=table[m];
L1=0;
//暂未1，如用三极管驱动要改为0
Delay_DS18B20（250）;
L1=1;
//后关闭显示
P0=table[n];
//P1=table[10];
//第二位后显示中间点
L2=0;
L2=1;
P0=table[10];
P0=table[p];
//小数部分
L3=0;
L3=1;
P0=table[12];
L4=0;
L4=1;
/*主函数部分程序*/
voidmain（）//主函数
unsignedintj;
while
（1）
j=ReadTemperature（）;
//读取温度
m=j/100;
//分离出十位
n=（j%100）/10;
//分离出个位
p=j%10;
//分离出小数位
display（）;
//扫描数码管
答谢
在这里首先感谢我们大一以来的所有的代课老师们，他们孜孜不倦的指导我们学习，解答疑问，我们才有可能做出这个作品。
感谢邹远淳同学，他负责收集做设计需要的资料，花费了很大精力。
还有感谢徐冰和孙顺新同学，他们废寝忘食的和我们一起焊接原件，在我们不断的调试和思考下，终于实现了最终的设计。
学号
姓名
分工
成绩
P1*******3
唐高峰
手机资料，编制程序，撰写论文
P1*******5
邹远淳
论文部分内容整修，论文答疑
P1*******9
孙顺新
电路板焊接，烧制程序
徐冰
电路板焊接，材料购买
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