单片机数字温度计 毕业论文.doc

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15

单片机数字温度计

设计

系别：

电气电子工程系

学生姓名：

专业班级：

应用电子技术

学号：

指导教师：

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单片机数字温度计

设计

系别：

电气电子工程系

学生姓名：

专业班级：

应用电子技术

学号：

指导教师：

2012年05月20日

独创性声明

本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：

日期：

年月日

毕业论文版权使用授权书

本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业论文的规定，即：

学校有权保留并向有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权XX职业技术学院要以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。

保密□，在________年解密后适用本授权书.

本论文属于

不保密□。

（请在以上方框内打“√”）

毕业论文作者签名：

指导教师签名：

日期：

年月日日期：

年月日

摘要

当今科技发展日新月异，电子技术及微电脑控制技术的应用无处不在，使我们的生活更加丰富多彩，为我们带来了很多的便利。

传统的温度计都是采用水银热涨冷缩的原理制成的。

这种温度计不但本身误差就大而且由于人读取时的视觉误差，导致读取的数据并不精确。

电子温度传感器不仅采用采集数据精度高的DS18B20组成，而且有四位一体的数码管作为显示装置，这样更便于读取数据，给我们实时了解温度的变化提供了便利。

下面的篇章主要介绍通过对AT89C52单片机进行程序设计，DS18B20的详解，并以此为控制核心，同时利用温度传感技术实现对当前温度进行实时测量，并以按键控制温度。

此项目主要包括温度传感部分，提示报警部分，开关控制部分及按键控制部分。

同时对项目研究背景及意义进行了分析。

关键词：

STC89C51，数字控制，温度计，DS18B20

目录

摘要 2

目录 3

绪论 3

第一章设计方案和系统组成 4

1.1设计方案 4

1.2系统组成 5

第二章硬件结构与工作原理 6

2.1硬件结构 6

2.2温度监测及控制电路 7

第三章软件设计 10

3.1主程序流程图 11

3.2语言介绍 11

第四章调试 13

第五章结论 14

参考文献 15

绪论

随着人们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，它给人带来的方便也是无可置疑的，其中数字温度计就是一个典型的例子。

随着人们对它的要求越来越高，要为现代人工作和生活提供更好、更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化控制、智能化控制方向发展。

温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学实验（如：

物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）中，有特别重要的意义。

目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。

现在所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计，这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。

本文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、测温准确等优点，其输出温度采用数字显示，主要供测温要求准确的场所和科研实验室使用。

第一章设计方案和系统组成

1.1设计方案

1：

温度采集电路

温度采集部分要求精确度高，反应灵敏，可采集的范围广，使用方便，而dollar公司生产的DS18B20采用单总线信号输入，同时无转换误差、无传输损耗，测量精度高，长期稳定，可测范围广，适用不同领域。

1.单片机控制调节部分

它利用了AT89C52单片机，通过对单片机输入程序，及键位设定，同时它采用四个独立按键，可分别对个位和十分位的温度进行调节，以方便用户调节，同时调节时设定的初始值比正常温度稍微低些，调节时不是从零开始节省了调节的时间，温度的调节控制，满足了智能化的要求。

2.适时温度显示

此项目采用了SM410564四位数码管，通过温度传感器和单片机交换数据，把当前环境下的温度数据适时传输给数码管，方便用户了解当前温度，为下一步工作做好铺垫。

电路模块图示如下：

温度控制

调节部分

温度采集部分电路

键盘控制

数码管

显示

1.2系统组成

系统的硬件：

1）温度采集及控制电路；2）键盘输入电路；3）数码显示电路；4）单片机外围电路；5）辅助继电器工作电路；6）蜂鸣提醒及led警示电路；7）插座电路等

系统的软件：

主要包括温度检测程序，键盘控制程序及继电器控制程序，主要实现自动检测及当前温度自动控制的功能。

数码显示

独立键盘输入

AT89C52单片机

DS18B20温度采集

警示及提示电部分

12m晶振电路

复位电路

第二章硬件结构与工作原理

2.1硬件结构

根据系统要求画出的原理总图：

该电路采用AT89C52单片机为中心控制芯片。

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的PEROM和256bytes的RAM以及通用8位中央处理器和Flash存储单元。

AT89C52功能强大，可充分满足该控制器存储等各方面的需求。

AT89C52功能简述：

AT89C52提供以下标准功能：

8K字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时器/计时器，一个6位向量级中断结构，一个全双工串通信口，片内振荡器及时钟电路。

同时，AT89C52可降至０Ｈｚ的静态逻辑操作，并支持两种软件的可选节电工作方式：

空闲方式停止ＣＰＵ的工作，但允许RAM的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

AT89C52引脚图

AT89C52的参数了解：

工作温度－55℃～＋125℃　　

储藏温度－65℃～＋150℃

任一引脚对地电压－1ｖ～＋7ｖ

最高工作电压6.6ｖ

直流输出电流15ｍＡ

2.2温度监测及控制电路

2.2.1温度采集装置：

采用串行数字温度传感器DS18B20芯片使其换成脉冲信号，送到89C52的I/O端口2.7口（编程为计数器工作模式），通过测量输出脉冲频率的大小来换算成温度高低信号

DS18B20外形图和引脚说明

1、DS18B20技术性能描述

1.1独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。

1.2测温范围-55℃～＋125℃，固有测温分辨率0.5℃。

1.3支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点测温，但当用多个DS18B20时电压驱动不够，一条线最多能驱动大约5个。

1.4工作电源:

3~5V/DC

2：

DS18B20温度的读取

DS18B20在出厂时已配置为12位，读取温度时共读取16位，所以把后11位的2进制转化为10进制后在乘以0.0625便为所测的温度，还需要判断正负。

前5个数字为符号位，当前5位为1时，读取的温度为负数；当前5位为0时，读取的温度为正数。

16位数字摆放是从低位到高位。

2.2.2温度数码显示：

百位12十位9个位8十分位6

A11B7C4D2E1F10G5DP3

DS18B20采集的温度数据经单片机分析在该数码管上显示。

数码管显示控制部分与AT89C52接口电路在内藏控制器的数码显示模块中，已经完成了控制器与数码显示驱动器显示器缓冲区的接口工作。

2.2.3.温度调节设置按键电路：

通过四个外围按键与单片机AT89C52直接相连，用户可根据需要设置自己想要控制的正常范围内任意想要温度。

2.2.4内部时钟振荡电路及复位电路：

此部分为AT89C52的内部时钟电路振荡器。

80C52单片机内部带有时钟电路，只需在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件（12MHZ晶振和电容）即可构成一个稳定的自激振荡器。

XTAL1和XTAL2分别是80C52内部高增益反响放大器的输入端和输出端时

钟频率为12MHz.

此部分为其使能和复位电路