《基于C51单片机数字温度计设计制作.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于C51单片机数字温度计设计制作.（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要随着时代的进步和发展，单片机技术基本已经普及到我们的生活中，越来越多的工作，科研和各个领域都涉及到单片机的应用，单片机已经成为了一项比较成熟的技术。在此我将为大家介绍一项基于C51单片机的设计数字温度计，这种温度计是一种新型产品，它具有多种功能，例如它可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，它就会发出报警信号随着人们生活水平不断的提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它给人生活上带来的方便也是不可否认的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求也越来越高，要为现代人生活，工作，科研提供更好更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化，智能化控制方向发展。本设计所
2、介绍的数字温度计和传统温度计相比，具有度数方便，测数范围广，测温更准确，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，或科研实验室使用等该设计控制器使用单片机AT89C51，测温传感器使用DS18B20，采用3位共阳极LED数码管以串行口传送数据，实现温度显示和准确度要求。关 键 词： 数字温度计 AT89C51 DS18B20 报警AbstractWith the arrival of the information age, as a means of obtaining information sensor technology had been significant prog
3、ress, its application field, more and more widely, the demand is higher and higher. This paper USES singlechip combined with the sensor technology development and design, this paper the sensor theory and single-chip microcomputer application organically, and detailed description of the temperature s
4、ensor DS18B20 measurement environment temperature, at the same time, 51 SCM in modern electronic products is widely used and its technology has very mature, can be read out directly measured DS18B20 temperature, and the use of three wire and single-chip microcomputer is linked together, reduce the e
5、xternal hardware circuit, with low cost and easy to use features. Specific using single chip computer AT89C51 as a controller, and temperature sensor DS18B20 as temperature collector, design a kind of digital thermometer. The thermometer can measure-55.5-+ 125 temperature between. Good upper button,
6、 after 18 B20 directly read temperature being measured, data transfer, real time monitoring the current temperature is beyond the set range, and realize the alarm function. With a total of three Yang digital tube to serial data transmission, and realize the temperature display.KEY WORD ：digital ther
7、mometer DS18B20 AT89C51 alarm目 录第一章 绪言1第一节 前言1第二章 总体设计方案2第一节 数字温度计方案2第二节 总体设计方案及框图2第三章 系统组成及工作原理4第一节 单片机的选择4第二节 数字温度传感器DS18B206第三节 复位电路的设计8第四节 功能键9第五节 数码管串口显示9第四章 系统软件设计12第一节 软件设计流程12结 论14参考文献15附录A 源程序16附录B 简易数字温度计原理总图22第一章 绪言第一节 前言现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。在三
8、大信息信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，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的意义。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。目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特
9、点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法，并对以此传感器，89S51单片机为控制器构成的数字温度测量装置的工作原理及程序设计作了详细的介绍。与传统的温度计相比，其具有读数方便，测温范围广，测温准确，输出温度采用数字显示，主要用于对测温要求比较准确的场所，
10、或科研实验室使用。第二章 总体设计方案第一节 数字温度计方案本实验系统主要由温度采集、按键设置、温度报警、温度显示四部分电路组成。其中温度采集实现的方法有很多种，以下列出一种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案。采用数字温度芯片DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。在0100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度，测温范围 55+125，固有测温分辨率0.5。DS18B20 的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C51构
11、成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接。这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大。采用51单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。既可以单独对多DS18B20控制工作，还可以与PC 机通信上传数据。另外AT89S51 在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。第二节 总体设计方案及框图该系统利用AT89S51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。该系统扩展性非常强，它可以在设计中加入时钟芯片
12、DS1302以获取时间数据，在数据处理同时显示时间，并可以利用AT24C16芯片作为存储器件，以此来对某些时间点的温度数据进行存储，利用键盘来进行调时和温度查询，获得的数据可以通过MAX232芯片与计算机的RS232接口进行串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。系统总体设计方框图如图2.1所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS18B20，利用按键进行温度的上下限范围设置，范围可设置位-99.999.9数码管以串口传送数据并进行显示，当设置错误时，即上限温度小于下限温度，黄色Led发光进行警告。按下确定键后，数码管显示当前温度，当温度超出设定范围时，红色Led发光进行报警。图
13、2.1 总体设计方框图14第三章 系统组成及工作原理第一节 单片机的选择对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MC
14、S-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。一、 AT89C51主要特性：与MCS-51 兼容；4K字节可编程闪烁存储器；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0Hz-24MHz；三级程序存储器锁定；1288位内部RAM；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；5个中断源。二、 AT89C51引脚功能介绍其引脚排列如图3.1所示：各引脚功能简单介绍如下：VCC：供电电压。G
15、ND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用
