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1、 电气与电子信息工程学院单片机课程设计设计题目： 数字温度计的设计与制作 专业班级： 电子信息工程技术 班 学号： 姓 名： 指导教师： 设计时间： 设计地点： 单片机课程设计成绩评定表姓 名 学 号 专业班级电子信息工程 班课程设计题目： 数字温度计的设计与制作课程设计答辩或质疑记录：1、 DS18B20温度传感器的三个引脚各是什么功能？答：（1）DQ为数字信号输入/输出端 ； （2）GND为电源地； （3）VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。2、 此温度计显示部分是如何设计的？答： 采用LG3641BH LED数码管显示电路采用4位共阳LED数码管从P14,P15,P1
2、6,P17串口输出段码。用PNP三极管进行驱动，当相应的端口变成低电平时，驱动相应的三极管会导通，驱动三极管给数码管相应的位供电，这时只要P0口送出数字的显示代码，数码管就能正常显示数字。3、 此单片机测温系统有哪些优点？答：该测温系统是以AT89S52单片机为核心，采用新型可编程温度传感器DS18B20进行温度检测，具有抗干扰能力强，温度采集精度高，不需要复杂的辅助电路和AD转换电路等优点。 成绩评定依据：实物制作（40）：课程设计考勤情况（10）：课程设计答辩情况（20）：完成设计任务及报告规范性（30）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 目录第一部分 课程设
3、计任务书3第二部分 课程设计5一、整体功能要求51.1设计要求5二、整体方案设计5三、设计框图6四、硬件设计61.工作原理62.STC89C52单片机工作原理63.电路模块实现9五、软件设计与调试101.程序流程图102、调试10（1）建立工程和仿真图10（2）keil软件调试结果11（3）proteus软件仿真结果12六、实物的组装与调试131.实物的组装132调试14七、心得体会14附录161.电路原理图162子程序173元件清单19参考文献20 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级：电子信息工程技术 班 指导教师： 工作部门： 一、课程设计题目： 单片机课程设计 1. 16LED摇摇棒的
4、设计与制作6数字温度计的设计与制作2. 电子时钟的设计与制作7自选3. 超声波测距报警器的设计与制作4. 交通信号灯的设计与制作5. 模拟电梯的设计与制作二、课程设计内容 1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，以单片机为核心器件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计与制作，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整； 2. 熟悉、掌握各种外围接口电路芯片的工作原理和控制方法； 3. 熟练使用单片机C/汇编语言进行软件设计； 4. 熟练使用Proteus、Keil软件进行仿真电路测试； 5. 熟练使用Protel软件设计印刷电路板； 6. 学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件
5、和参数； 7. 撰写设计报告，参考毕业设计论文格式。注：详细要求和技术指标见附录。三、进度安排1时间安排序 号内 容学时安排（天）1方案论证和总体设计22硬件设计23软件设计24硬件测试15撰写和打印设计报告1合 计10设计指导答辩地点：K2407 2执行要求单片机应用系统设计与制作多个选题，每组不超过5人，为避免雷同，在设计中每个同学所采用的方案不能一样。四、基本要求（1）根据要求确定系统设计方案；（2）绘制系统框图、系统原理总图，印刷电路板图，列出元器件明细表；（3）计算电路参数和选择元器件，画出软件框图，列出程序清单；（4）仿真，测试与修改调整；（5）对设计进行全面总结，写出课程设计报告
6、。五、课程设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩分优、良、中、及格、不及格五等。评定项目基本内涵分值设计过程考勤10分答 辩回答问题情况20分实物测试正常无故障运行40分设计报告完成设计任务、报告规范性等情况30分90100分：优；8089分：良；7079分：中；6069分，及格；60分以下：不及格六、课程设计参考资料1电气与电子信息工程学院.单片机实验指导书 2熊静琪.计算机控制技术.北京:电子工业出版社,2003.3黄忠霖.控制系统MATIAB计算及仿真.北京:国防工业出版社, 2004.4彭为等.单片机典型系统设计实例精讲.北京：电子工业出版社，20075王庆利等
7、.单片机设计案例实践教程.北京：北京邮电大学出版社，20086韩志军等.单片机应用系统设计入门向导与设计实例.北京：机械工业出版社，20057皮大能等. 单片机课程设计指导书. 北京：北京理工大学出版社，2010第二部分 课程设计1、 整体功能要求 1.设计要求（1） 基本范围0-99 ；（2）精度误差小于 0.1 ；（3）数码管直读显示； （4)扩展功能：可以任意设定温度的上下限报警功能 2、 整体方案设计 2.1方案一： 由于本设计是测温电路，根据设计要求可以使用热敏电阻之类的感温器件利用其感温效应，然后将随被测温度变化的电压或电流采集过来，经过A/D转换后，将数据传输到单片机进行数据的处
8、理，然后在显示电路上显示，这样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。 2.2方案二： 在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，这是非常容易想到利用数字温度传感器，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，然后传输给单片机进行数据处理，就可以满足设计要求。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路设计比较简洁，软件设计也比较简单，故采用方案二。 三、设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，用4位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。LE
9、D显 示主 控 制 器单片机复位蜂鸣器报警报警点按键DS18B20传感器 图1 总体设计框图四硬件设计4.1.单片机芯片的选择方案和论证由于单片机具有以下的很多优点，被我们选定为制作该作品的首选芯片单片机特点：（1）高集成度，体积小，高可靠性 单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。 （2）控制功能强 为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O口的
10、逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。 （3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品 为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V3.6V，而工作电流仅为数百微安。 （4）易扩展 片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。 （5）优异的性能价格比 单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用，因而
11、销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。 方案一:采用STC89C51芯片作为硬件核心。STC89C51内部具有8KB ROM 存储空间,512字节数据存储空间，带有2K字节的EEPROM存储空间，与MCS-51系列单片机完全兼容,STC89C51可以通过串口下载。方案二:采用AT89S51。AT89S51片内具有8K字节程序存储空间，256字节的数据存储空间没有EEPROM存储空间，也与MCS-51系列单片机完全兼容，具有在线编程可擦除技术。两种单片机都完全能够满足设计需要，STC89C51相对ATS89C52价格便宜，且抗干扰能力强。考虑到成本因素，因此选用STC
12、89C51。4.2.温度传感器设计方案论证利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段；(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感器/控制器；(3)智能温度传感器。国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。在20世
13、纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1C。国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是912位A/D转换器，分辨力一般可达0.50.0625C。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125C，测温精度为0.2C。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。目前，智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。方案一: 由于本设计是
