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1、目录课题要求： .41.原理分析 .42.方案选择 .43.元器件选择 .53.1 单片机 .53.2 温度传感器 .73.3 显示屏 .83.4 蜂鸣器 .93.5 其他元件 .94.proteus 原理图绘制 .94.1 设计步骤 .94.2 设计过程 .94.2.1 单片机系统模块 .104.2.2 晶体振荡模块 .104.2.3 扬声器报警模块 .114.2.4 温度传感器模块 .124.2.5 液晶显示模块 .135.综合调试 .166.总结 .17附录 1 .18附录 2 .21附录 3 .23附录 4 .241基于数字温度传感器的数字温度计设计报告课题要求：利用数字温度传感器 D
2、S18B20 与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器 DS18B20 测量温度信号，计算后在 LED 数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为55125，精确到 0.5。数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片机 AT89C51，测温传感器使用 DS18B20， ，实现温度显示。1. 原理分析（刘星）采用 AT89C51 单片机作为控制核心对温度传感器 DS18B20 控制，读取温度信号并进行计算处理，并送数码管显示。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
3、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。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 和微控制芯片 AT89C51 构成的温度测量装置，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 AT89C51 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。用 AT89C51 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
4、非常强，它可以在设计中加入时钟芯片 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。 方案选择（刘星） 按照系统设计功能的要求，确定系统由 3 个大的模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。由 AT89C51 单片机组成硬件设计，AT89C51 的 EA 接高电平，其外围电路提供能使之工作的晶振脉冲、复位按键，四个 I/O 分别接 8 路的单列 IP 座方便与外围设备
5、连接。 当 AT89C51 芯片接到来自温度传感器的信号时，其内部程序将根据信号的类型进行处理，并且将处理的结果送到显示模块，发送控制信号控制各模块。 2 元器件选择（黄学然）3.1 单片机AT89C51 芯片：AT89C51 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4K 的可反复擦写的 FLASH 只读存储器和 128 BYTES 的随机存取数据存储器，40 个引脚，32 个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含 2 个外中断口，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口。AT89C51 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。器件采用 ATMEL 公司的高
6、密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本。内置功能强大的微型计算机的 AT89C51 提供了高性价比的解决方案。主要特性：与 MCS-51 兼容4K 字节可编程 FLASH 存储器寿命：1000 写/擦循环3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 RAM32 可编程 I/O 线两个 16 位定时器/计数器5 个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时
7、钟电路管脚说明：VCC： 供电电压。GND： 接地。P0： 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 P1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
8、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
9、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，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断 0）P3.3 /INT1（外部中断 1）P3.4 T0（计时器 0 外部输入）P3.5 T1（计时器 1 外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）4P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。/EA/VP
10、P: 当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP ） 。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性:XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，
11、因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。3.2 温度传感器DS18B20：DS18B20 封装图5DS18B20 是美国 DALLAS 半导体公司继 DS1820 之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够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 912 位的数字值读数方式。可以分别在 93.75 ms 和 750 ms 内完成 9 位和 12 位的数字量，并且从 DS18B20 读出的信息或写入DS18B20 的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的 DS18B20 供电，
12、而无需额外电源。因而使用DS18B20 可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较 DS1820 有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 以下是 DS18B20 的特点： (1)独特的单线接口方式：DS18B20 与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 (2)在使用中不需要任何外围元件。 (3)可用数据线供电，电压范围：+3.0 +5.5 V。 (4)测温范围：-55 - +125 。固有测温分辨率为 0.5 。 (5)过编程可实现 9-12 位的数字读数方式。 (6)用户可自设定非易失性的报警上下限值。 (7)支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 (8)负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。3.3 显示屏 LCD1602 液晶显示屏：同时显示摄氏温度与华氏温度。管脚分布：LCD1602 模块的管脚
