单片机课程设计模版.docx
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单片机课程设计模版
成都理工大学工程
技术学院
单片机课程设计报告
数字温度计设计
指导教师:
学生:
2013年12月日
摘要
在这个信息化高速发展的时代，单片机作为一种最经典的微控制器，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，作为自动化专业的学生，我们学习了单片机，就应该把它熟练应用到生活之中来。
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，当温度不在设置范围内时，可以报警。
本文设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。
关键词：
单片机，数字控制，数码管显示，温度计，DS18B20，AT89S52。
目录
1概述4
1.1设计目的4
1.2设计原理4
1.3设计难点4
2系统总体方案及硬件设计4
2.1数字温度计设计方案论证5
2.2.1主控制器5
2.4系统整体硬件电路设计9
3系统软件设计12
3.1初始化程序12
3.2读出温度子程序13
3.3读、写时序子程序14
3.4温度处理子程序15
3.5显示程序16
3.6延时程序17
4Proteus软件仿真19
5硬件实物20
6课程设计体会…………………………………………………………………………………..22
附录1：
23
附录2：
28
1概述
1.1设计目的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，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，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数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
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，或科研实验室使用，可广泛用于食品库、冷库、粮库、温室大棚等需要控制温度的地方。
目前,该产品已在温控系统中得到广泛的应用。
1.2设计原理本系统是一个基于单片机AT89S52的数字温度计的设计，用来测量环境温度，测量范围为-50℃—110℃度。
整个设计系统分为4部分：
单片机控制、温度传感器、数码显示以及键盘控制电路。
整个设计是以AT89S52为核心，通过数字温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集和A/D转换，同时因其输出为数字形式，且为串行输出，这就方便了单片机进行数据处理，但同时也对编程提出了更高的要求。
单片机把采集到的温度进行相应的转换后，使之能够方便地在数码管上输出。
LED采用三位一体共阳的数码管。
1.3设计难点此设计的重点在于编程，程序要实现温度的采集、转换、显示和上下限温度报警，其外围电路所用器件较少，相对简单，实现容易。
2系统总体方案及硬件设计
2.1数字温度计设计方案论证
由于本设计是测温电路，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，感温电路比较麻烦。
进而考虑到用温度传感器，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，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。
2.2总体设计框图
温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，用4位共阴LED数码管以串口传送数据实现温度显示。
图1总体设计框图（要求根据实际情况修改）
2.2.1主控制器
单片机AT89S52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，适合便携手持式产品的设计使用。
AT89S52单片机芯片具有以下特性：
1）指令集合芯片引脚与Intel公司的8052兼容；
2）4KB片内在系统可编程FLASH程序存储器；
3）时钟频率为0~33MHZ；
4）128字节片内随机读写存储器（RAM）；
5）6个中断源，2级优先级；
6）2个16位定时/记数器；
7）全双工串行通信接口；
8）监视定时器；
9）两个数据指针；
2.2.2显示电路
2.2.3温度传感器
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司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：
（要求补充完整）
2.3DS18B20温度传感器与单片机的接口电路（要求补充完整）
2.4系统整体硬件电路设计
2.4.1主板电路
系统整体硬件电路包括，传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路，单片机主板电路等，单片机主板电路如图5所示：
（要求补充完整）
图5单片机主板电路
2.4.2显示电路（要求补充完整）
图6温度显示电路
3系统软件设计（要求画出子程序流程图）
系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序等。
3.1初始化程序
、
图7初始化程序流程图
3.2读出温度子程序
读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的2字节，读出温度的低八位和高八位，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。
其程序流程图如图8示
图8读温度程序流程图
3.3读、写时序子程序
读写的程序是本次设计中的重点和难点，通过我们对其时序的分析，从而写出高效的程序。
写1，0时序
读0，1时序
图9写时序子程序流程图图10读时序子程序流程图
3.4温度处理子程序
计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其程序流程图如图11所示
图11温度处理程序流程图
3.5显示程序
此函数实现的对数码管显示的处理，其亮点在于可以直接对数码管进行操作，其本身是个两变量函数，第一个变量是要开通的位选，第二个变量是要显示的数据，这样我们可以直接方便而又简单直观的对数码管进行操作。
程序流程图如图12。
（要求补充完整）
4Proteus软件仿真（要求补充完整）
5硬件实物（要求补充完整）
6课程设计体会（要求补充完整）
参考文献
[1]DS18b20数据手册。
[2]求是科技编著8051系列单片机C程序设计完全手册北京:
人民邮电出版社,2006
[3]余发山，王福忠.单片机原理及应用技术.徐州：
中国矿业大学出版社，2003
附录1：
（程序代码）
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