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1、内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计报告内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计报告题 目：基于DS18B20温度测试仪 学生姓名：xxx学 号：1267112112专 业：测控技术与仪器班 级：2012-1指导教师：xxxI目 录摘 要.III第一章 概述1第二章 总体方案设计22.1 设计目的和要求22.2设计方案22.3 系统的性能指标22.4 温度测试仪组成及器件选择.3 2.4.1单片机的选择.3 2.4.2温度传感器DS18B20的选择.6 2.4.3 74LS164移位寄存器的选择.8 2.4.4显示模块的选择.8第三章 硬件设计与仿真113.1电源电路113.2时钟电路113.3复位电
2、路123.4 温度传感器功能模块123.5显示电路133.6独立按键输入电路133.7蜂鸣器和LED灯报警电路.143.8仿真结果.14第四章 软件设计164.1主流程图164.2显示流程图164.3 Ds18b20温度采集流程图.174.4温度处理流程图.184.4.1温度计算流程图.184.4.2符号显示流程图.184.5按键流程图.194.6 LED和蜂鸣器报警流程图.19第五章 调试与总结.21参考文献附录1：原理图II 摘 要温度是一种基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量。因此研究温度的测量方法和装置具有重要
3、意义。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本文所介绍的智能温度测量系统是基于DS18B20型数字式温度传感器，在89C52单片机的控制下，对环境温度进行实时控制的装置。该系统测量范围宽、测量精确度高，该系统可广泛适用于人民的日常生活和工、农业生产的温度测量。关键词：DS18B20；测温仪；单片机 第一章 概 述日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制，在冶金、食品加工、化工等工业生产过程中，广泛使用的各种加热炉、
4、热处理炉、反应炉等，都要求对温度进行严格控制。在日常生活中，电烤箱、微波炉、电热水器、烘干箱等电器也需要进行温度检测与控制。传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。而采用单片机对温度进行控制，不仅具有控制方便，简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温度控制的技术指标。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向发展。在测温电路中，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流采集过来，先进行A/D转换，然后用单片机进行
5、数据的处理，再在显示电路上，将被测温度显示出来。这种设计需要用到A/D转换电路，因此感温电路的设计比较复杂。进而想到采用智能温度传感器来设计数字温度计。本数字温度计的设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，其温度值可以直接被读出来，通过核心器件单片机AT89C52控制温度的读写和显示，用LED数码管显示。测温范围为55125，最大分辨率可达0.0625。而且采用3线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。 按照系统设计功能的要求，确定系统有3个模块组成：主控制器、温度传感器DS18B20及显示电路。控
6、制器使用AT89C52，温度传感器使用DS18B20，用4位共阴极LED数码管以静态显示实现温度显示。系统程序主要包括主程序、温度控制子程序及显示子程序等等。综上所述，本设计以智能集成温度传感器DS18B20为例，介绍基于DS18B20传感器的数字温度计的设计，该设计适用于人们的日常生活及工农业生产中用于温度的检测及控制。- 0 -第二章 总体方案设计2.1 设计目的和要求运用课程等相关知识，根据题目要求进行控制电路原理设计、电路板设计与制作、控制软件设计、系统调试，从而加深对本课程知识点的理解，使学生综合应用知识能力、设计能力、调试能力及报告撰写能力等得到显著提高。设计一个基于单片机的DS1
7、8B20数字温度计。课程设计要求： 5V供电； 温度采集采用DS18B20； LED数码管显示器； 设计温度控制器原理图，用PROTEL画出该原理图；设计和绘制软件流程图，用C语言进行程序编写，然后进行调试。2.2设计方案智能温度测量系统主要由数字温度计、单片机控制电路、数字式温度显示电路三部分组成。系统原理框图如图2.1所示。 图2.1智能温度测量系统原理框图2.3 系统的性能指标温度测量范围：55125 电路板工作温度：070温度测量精度：0.08792.4温度测试仪组成及器件选择下面根据设计要求，针对各模块需要完成的功能，本着简单、实用、廉价、容易操作、稳定的原则，对各个模块进行充分理论
8、分析和方案论证。温度测试仪的各个零部件如下：（1）主板1块（2）DS18B20一个（3）74LS164静态led显示模块1个（4）电源线与电源插座（5）USB转串口线一个2.4.1 单片机的选择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。使用STC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。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。STC89C52具有以下标准功能：
9、8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，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，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式12。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，封装有PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44。在本系统中，选择的是PDIP-40封装。 与MCS-51单片机产品兼容；8K字节在系统可编程Flash存储器；1000次擦写
10、周期；全静态操作：0Hz33Hz；三级加密程序存储器；32个可编程I/O口线；三个16位定时器/计数器；八个中断源；全双工UART串行通道；低功耗空闲和掉电模式；掉电后中断可唤醒；看门狗定时器；双数据指针；掉电标识符。 P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在 flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的
11、8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P
