基于单片机的数字温度计课程设计样本Word格式文档下载.docx

1、附录 2 系统原理图231概述1.1课题名称 基于单片机数字温度计设计1.2课题规定 1）基本范畴-501102）精度误差不大于0.53）LED数码直读显示4）可以设定温度上下限报警功能1.3设计目和意义 温度数咱们寻常生产和生活中实时在接触到物理量，但是它是看不到，仅凭感觉只能感觉到大概温度值，老式指针式温度计虽然能批示温度，但是精度低，使用不够以便，显示不够直观，数字温度计浮现可以让人们直观理解自己想懂得温度究竟是多少度。数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器（如铂电阻，热电偶，半导体，热敏电阻等），将温度变化转换成电信号变化，如电压和电流变化，温度变化和电信号变化有一定关系，如线性关

2、系，一定曲线关系等，这个电信号可以使用模数转换电路即AD转换电路将模仿信号转换为数字信号，数字信号再送给解决单元，如单片机或者PC机等，解决单元通过内部软件计算将这个数字信号和温度联系起来，成为可以显示出来温度数值，如25.0摄氏度，然后通过显示单元，如LED,LCD或者电脑屏幕等显示出来给人观测。这样就完毕了数字温度计基本测温功能。数字温度计依照使用传感器不同，AD转换电路，及解决单元不同，它精度，稳定性，测温范畴等均有区别，这就要依照实际状况选取符合规格数字温度计。数字温度计有手持式，盘装式，及医用小体积等等。此外作为电气工程及其自动化学生，通过基于单片机数字温度计设计可以提高自己理论联系

3、实际能力，可以更好掌握所学专业理论只是，也培养了自己动手能力，同步，也培养了信息收集能力和分析问题解决问题能力 2系统总体设计方案及硬件设计作为对专业理论知识学习后实践环节，我选取了自行设计基于AT89S52单片机数字温度计。设计原理框图如,图 1。图 1 数字温度计原理框图2.1 单片机选取AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具备8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash容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，拥有机灵8 位CPU 和在系统可编程Fla

4、sh，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。Protues仿真软件中用AT89C51代替AT89S52，单片机小系统电路图如图2所示。图2 单片机小系统电路 AT89S52重要性能1、与MCS-51单片机产品兼容；2、8K字节在系统可编程Flash存储器；3、1000次擦写周期；4、全静态操作：0Hz-33MHz；5、三级加密程序存储器；6、32个可编程I/O口线；7、三个16位定期器/计数器；8、六个中断源；9、全双工UART串行通道；10、低功耗空闲和掉电模式；11、掉电后中断可唤醒；12、看门狗定期器；13、双数据指针；14、掉电标记符 。2.2 温度传感器简介DS1

5、8B20可以程序设定912位辨别率，精度为0.5C。可选更小封装方式，更宽电压合用范畴。辨别率设定，及顾客设定报警温度存储在EPROM中，掉电后依然保存。图3 温度传感器引脚功能阐明： NC ：空引脚，悬空不使用； VDD ：可选电源脚，电源电压范畴35.5V。当工作于寄生电源时，此引脚必要接地。 DQ ：数据输入/输出脚。漏极开路，常态下高电平。 GND ：为电源地DS18B20内部构造重要由四某些构成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发温度报警触发器TH和TL、配备寄存器。光刻ROM中64位序列号是出厂前被光刻好，它可以看作是该DS18B20地址序列码。64位光刻ROM排列是：开始8位（

6、28H）是产品类型标号，接着48位是该DS18B20自身序列号，最后8位是前面56位循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM作用是使每一种DS18B20都各不相似，这样就可以实现一根总线上挂接各种DS18B20目。DS18B20中温度传感器可完毕对温度测量，以12位转化为例:用16位符号扩展二进制补码读数形式提供，以0.0625/LSB形式表达，其中S为符号位。这是12位转化后得到12位数据，存储在18B20两个8比特RAM中，二进制中前面5位是符号位，如果测得温度不不大于0，这5位为0，只要将测到数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度不大于0，这5位为1，测到数值需

7、要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。 例如+125数字输出为07D0H，+25.0625数字输出为0191H，-25.0625数字输出为FF6FH，-55数字输出为FC90H。DS18B20温度传感器内部存储器涉及一种高速暂存RAM和一种非易失性可电擦除E2RAM,后者存储高温度和低温度触发器TH、TL和构造寄存器。暂存存储器包括了8个持续字节，前两个字节是测得温度信息，第一种字节内容是温度低八位，第二个字节是温度高八位。第三个和第四个字节是TH、TL易失性拷贝，第五个字节是构造寄存器易失性拷贝，这三个字节内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余

8、检查字节。该字节各位意义如下：TM R1 R0 1 1 1 1 1低五位始终都是1 ，TM是测试模式位，用于设立DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设立为0，顾客不要去改动。R1和R0用来设立辨别率，如表1所示：（DS18B20出厂时被设立为12位） 表1 DS18B20温度转换时间表R1R0辨别率/位温度最大转向时间993.75110187.51137512750依照DS18B20通讯合同，主机控制DS18B20完毕温度转换必要通过三个环节：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才干对DS18B20进

9、行预定操作。复位规定主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待1660微秒左右，后发出60240微秒存在低脉冲，主CPU收到此信号表达复位成功。2.3 温度传感器与单片机连接DS18B20采用外部电源供电方式，在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VCC引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流局限性问题，可以保证转换精度，同步在总线上理论可以挂接任意各种DS18B20传感器，构成多点测温系统。注意：在外部供电方式下，DS18B20GND引脚不能悬空 ，否则不能转换温度，读取温度总是85。图4 DS18B20接线2.4 复位信号及外部复位电路该复位信

10、号高电平有效，其有效时间应持续24个振荡脉冲周期即两个机器周期以上。若使用频率为12 MHz晶体振荡器，则复位信号持续时间应超过2s才完毕复位操作。 图 5 复位电路2.5 单片机与报警电路报警电路分为两某些，一某些是蜂鸣器声音报警，另一某些是发光二极管放光报警。详细状况如下：接通电源，两个（红色，黄色）发光二极管都不亮，当温度超过上线设定值（如38摄氏度）时，红色二极管亮，同步蜂鸣器也报警；当温度低于下限设定值时（如5摄氏度）时，黄色二极管亮，同步蜂鸣器也开始报警。 图6 蜂鸣器报警 图7 发光二极管报警 2.6 显示电路采用技术成熟5461AS共阴4位数码管 0.56英寸红色。LED显示分

11、为静态显示和动态显示。这里采用静态显示，系统通过单片机串行口来实现静态显示。串行口为方式零状态，即工作在移位寄存器方式，波特率为振荡频率1/12。当器件执行任何一条将SBUF作为目寄存器命令时，数据便开始从RXD端发送。在写信号有效时，相隔一种机器周期后发送控制端SEND有效，即容许RXD发送数据，同步容许从TXD端输出移位脉冲。图8为显示电路连接图。 图 8 数码显示连接图3 软件设计DSl8820重要数据元件有：64位激光Lasered ROM，温度敏捷元件和非易失性温度告警触发器TH和TL。DSBl820可以从单总线获取电源，当信号线为高电平时，将能量贮存在内部电容器中；当单信号线为低电

12、平时，将该电源断开，直到信号线变为高电平重新接上寄生（电容）电源为止。此外，还可外接5 V电源，给DSl8820供电。DSl8820供电方式灵活，运用外接电源还可增长系统稳定性和可靠性。图9为读取数据流程图。图9 读取数据流程图读出温度数据后，LOW低四位为温度小数某些，可以精准到0.0625，LOW高四位和HIGH低四位为温度整数某些，HIGH高四位所有为1表达负数，全为0表达正数。因此先将数据提取出来，分为三个某些：小数某些、整数某些和符号某些。小数某些进行四舍五入解决：不不大于0.5话，向个位进1；不大于0.5时候，舍去不要。当数据是个负数时候，显示之前要进行数据转换，将其整数某些取反加

13、一。还由于DS18B20最低温度只能为-55，因此可以将整数某些最高位换成一种“-”，表达为负数。图10为温度数据解决程序流程图。图10 温度数据解决流程图4 Proteus软件仿真 仿真过程相称顺利，需要注意原件选用，特别是数码管显示块共阴、共阳，尚有就是电阻选用，太大太小都会影响实验效果。在仿真中不存在焊接问题，因此接线只要引脚接口对的就是没问题。此外就是程序调试，相称重要。4.1 仿真图 图 11 当温度为上下限之间时仿真状况图 12 温度在温度下限设定值如下仿真图 图 13 温度在温度上限设定值以上仿真图4.2仿真成果分析温度在上下限设定值范畴内是，放光二极管都是不亮，当实际温度值，低

14、于设定下限时，黄色放光二极管亮;当实际温度高于上限设定值时，红色发光二极管亮。 因素，通过程序控制P1.0（红色放光二极管） P1.1（黄色发光二极管），度在上下限设定值范畴内是，P1.0,P1.1都是低电平，故发光二极管不会亮，当实际温度值，低于设定下限时，P1.0 为低电平P1.1为高电平，故黄色放光二极管亮;当实际温度高于上限设定值时，P1.0为高电平P1.1为低电平，故红色发光二极管亮。5 总结与体会作为一名电气工程及其自动化大三学生，我觉得做单片机课程设计是很故意义，并且也是必要。在做这次课程设计过程中，我感触最深当属查阅大量设计资料了。为了让自己设计更加完善，查阅这方面实际资料是十

15、分必要，也是必不可少。另一方面，在这次课程设计中，咱们运用了此前学过专业课知识，如：proteus仿真、C语言、模仿和数字电路知识等。虽然过去我从未独立应用过她们，但在学习过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计又一收获。最后，要做好一种课程设计，就必要做到：在设计程序之前，对所用单片机内部构造有一种系统理解，懂得该单片机有哪些资源；要有一种清晰思路和一种完整软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次将整个程序设计好，重复修改、不断改进是程序设计必经之路；要养成注释程序好习惯，这样为资料保存和交流提供了以便；在设计中遇到问题要记录，以免下次遇到同样问题。在这次课程设计中，我真正意识到

16、，在后来学习中，要理论联系实际，把咱们所学理论知识用到实际当中，学习单片机更是如此，程序只有在经常写与读过程中才干提高，这就是这次课程设计最大收获。参照文献1单片机原理及应用技术. 余发山，王福忠 徐州 中华人民共和国矿业大学出版社.2 微型计算机控制技术 王新 中华人民共和国电力出版社3 模仿电子技术 艾永乐 中华人民共和国电力出版社附录 1 程序源代码/*程序名称：DS18B20温度测量、报警系统简要阐明：DS18B20温度计，温度测量范畴099.9摄氏度 可设立上限报警温度、下限报警温度 即高于上限值或者低于下限值时蜂鸣器报警 默认上限报警温度为38、默认下限报警温度为5 报警值可设立范

17、畴：最低上限报警值等于当前下限报警值 最高下限报警值等于当前上限报警值 将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能 */#include #include DS18B20.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned char /宏定义#define SET P3_1 /定义调节键#define DEC P3_2 /定义减少键#define ADD P3_3 /定义增长键#define BEEP P3_7 /定义蜂鸣器bit shanshuo_st； /闪烁间隔标志bit beep_st； /蜂鸣器间隔标志sbit DIAN = P07； /小数

18、点uchar x=0； /计数器signed char m； /温度值全局变量uchar n；uchar set_st=0； /状态标志signed char shangxian=38； /上限报警温度，默认值为38signed char xiaxian=5； /下限报警温度，默认值为5uchar code LEDData=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x00;unsigned int ReadTemperature（void）;/*延时子程序*/void Delay（uint num） while（ -num ）;/*初

19、始化定期器0*/void InitTimer（void） TMOD=0x1; TH0=0x3c; TL0=0xb0； /50ms（晶振12M）/*定期器0中断服务程序*/void timer0（void） interrupt 1 using 0 TL0=0xb0; x+;/*外部中断0服务程序*/void int0（void） interrupt 0 using 1 EX0=0； /关外部中断0 if（DEC=0&set_st=1） shangxian-; if（shangxianxiaxian）shangxian=xiaxian; else if（DEC=0&set_st=2） xiaxia

20、n-; if（xiaxian99）shangxian=99; else if（ADD=0& xiaxian+; if（xiaxianshangxian）xiaxian=shangxian; /*读取温度*/void check_wendu（void） uint a,b,c; c=ReadTemperature（）-5； /获取温度值并减去DS18B20温漂误差 a=c/100； /计算得到十位数字 b=c/10-a*10； /计算得到个位数字 m=c/10； /计算得到整数位 n=c-a*100-b*10； /计算得到小数位 if（m99）m=99;n=9; /设立温度显示上限 /*显示开机初

21、始化等待画面*/Disp_init（） P0 = 0x40； /显示- P2 = 0xf7; Delay（200）; P2 = 0xfb; Delay（200）； P2 = 0xfd; P2 = 0xfe; P2 = 0xff； /关闭显示/*显示温度子程序*/Disp_Temperature（） /显示温度 P2 = 0xf7; P0 =0x39； /显示C Delay（300）; P0 =LEDDatan； /显示个位 P0 =LEDDatam%10； /显示十位 DIAN = 1； /显示小数点 P0 =LEDDatam/10； /显示百位/*显示报警温度子程序*/Disp_alarm（

22、uchar baojing）P2 = 0xf7; P0 =LEDDatabaojing%10；/显示十位 P0 =LEDDatabaojing/10；/显示百位 if（set_st=1）P0 =0x76; else if（set_st=2）P0 =0x38；/上限H、下限L标示/*报警子程序*/void Alarm（） unsigned int i; for（i=0;i200;i+）/喇叭发声时间循环，变化大小可以变化发声时间长短 Delay（80）;/参数决定发声频率，估算值 BEEP=!BEEP; BEEP=1； /喇叭停止工作，间歇时间，可更改 Delay（0）;/*主函数*/void

23、main（void） uint z; InitTimer（）； /初始化定期器 EA=1； /全局中断开关 TR0=1; ET0=1； /启动定期器0 IT0=1； IT1=1; check_wendu（）; for（z=0;z2）set_st=0; if（set_st=0） /关闭外部中断0 /关闭外部中断1 Disp_Temperature（）;=shangxian） P1_0=0; else P1_0=1;xiaxian） P1_1=0; P1_1=1; if（m=shangxian）|（m=10）shanshuo_st=shanshuo_st; if（shanshuo_st） Disp_alarm（shangxian）; else if（set_st=2）