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数字温度计课程设计报.doc


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数字温度计课程设计报.doc
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目录


一.设计目的
二.设计要求
三.设计思路
四.系统的硬件构成及功能
51主控制器
52显示电路
53温度传感器
五.系统整体硬件电路
六.程序图…………………………………………………………………………………………
七.测量及其结果分析
八.设计心得体会
九.程序………………………………………………………………





一.设计目的

1理解掌握MCS-51系列单片机的功能和实际应用。
2掌握仿真开发软件的使用。
3掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。
二.设计要求
1以MCS-51系列单片机为核心器件,组成一个数字式温度计。
2采用数字式温度传感器为检测器件,进行温度检测,检测精度为05
3温度显示采用4位LED数码管显示,三位整数,一位小数。
4具有键盘输入上下限功能,超过上下限温度时,进行声音报警。
三.设计思路
1.根据设计要求,选择AT89C52单片机为核心器件。
2温度检测器件采用DS18B20数字式温度传感器。与单片机的接口为P36引脚。
3键盘采用独立式按键,由三个按键组成,分别是:设置键(SET),加一建(+1),确认键(RET)。
SET键(上下限温度设置键):当该键按下时,进入上下限温度设置功能。通过P31引脚接入。
+1键(加一调整键):在输入上下限温度时,该键按下一次,被调整位加一。通过P32引脚接入。
RET键(确认键):当该键按下时,指向下一个要调整的位。通过P33引脚接入。
4声音报警蜂鸣器通过P17引脚接入。
硬件电路设计总体框图为图41:




单片机
3位LED显示器
LED显示器驱动电路
按键输入电路



时钟电路复位电路



温度检测


蜂鸣器电路



图41

四、系统的硬件构成及功能
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,

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允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。很适合便携手持式产品的设计使用。
AT89S52在仿真软件中的图像为图51

图51

2显示电路
显示电路采用四位共阳LED数码管,从P3口RXD,TXD串口输出段码。
LED数码管在仿真软件中如图52

图52

3温度传感器
DS18B20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,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一个端口引脚进行通讯
• 无需外部器件
• 可通过数据线供电
• 测温范围-55~+125℃,以05℃递增。华氏器件-67~+2570F,以090F 递增
• 温度以9 位数字量读出
• 温度数字量转换时间200ms(典型值)
• 用户可定义的非易失性温度报警设置
• 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。

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 331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。其电路图如图531所示。
在仿真软件中如图532所示

图532
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1,高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变,所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入,还隐含着计数门,当计数门打开时,DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数,完成温度测量
DS1820的测温分辨力为05℃,获得高分辨率:首先用DS1820提供的读暂存器指令(BEH)读出以05℃为分辨率的温度测量结果,然后切去测量结果中的最低有效位(LSB),得到所测实际温度的整数部分Tz,然后再用BEH指令取计数器1的
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