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1、0武夷学院单片机原理与应用课程设计报告温度显示器院 系 ： 机电工程学院专 业 （ 班 级 ） ： 11 电子信息工程（1）班姓 名 ： xxx学 号 : xxx指 导 教 师 ： xxx职 称 ： 助教完 成 日 期 ： 2013 年 12 月 20 日1目 录1 引 言 .22 设计原理 .32.1 硬件原理介绍 .32.1.1 DS18B20 温度计 .32.1.2 AT89C51 单片机芯片 .43 设计方案 .53.1 AT89S51 单片机 .53.2 温度测量电路 .53.3 蜂鸣器电路 .63.4 独立式按键键盘电路 .63.5 数码管显示电路 .73.6 指示灯电路 .73.
2、7 电源指示电路 .83.8 温度采集器整体电路 .84 设计方案 .95 硬件电路设计 .105.1 软件调试 .105.2 硬件调试 .106 结论 .117 致谢 .12参 考 文 献 .12附录 A 电路原理图 .13附录 B 实物图 .14附录 C 源程序 .152温度采集器1 引 言温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义本设计主要介绍了利用单片机 AT89C51 芯片和以美国 MAXIM/DALLAS 半导体公司的单总线温度传感器 DS18B20 相结合的方式来实现温度
3、的采集，设计主要以 AT89C51 芯片为核心，辅以温度传感器 DS18B20 和四合一数码管显示器及必要的外围电路，从而构成一个一个结构简单、测温准确、具有一定控制功能的智能温度控制器。同时增加温度报警功能，通过 4 个按键来设置温度的上下限值，当用DS18B20 测得的温度不在所设置的温度范围内，蜂鸣器开始鸣报，如果温度超过设置上限时指示电路中红灯亮，如果温度低于温度下限时指示电路中绿灯亮。32 设计原理2.1 硬件原理介绍2.1.1 DS18B20 温度计DSl820 数字温度计是美国 Dallas 公司生产的数字温度计，它提供 9位(二进制)温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送
4、入 DSl8B20或从 DSl8B20 送出，因此从主机 CPU 到 DSl8B20 仅需一条线。DSl820 的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个 DSl820 在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多 DSl820 可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。DSl820 的测量范围从-55 到+125，增量值为 0.5，可在 l s(典型值)内把温度变换成数字，可 编 程 的分 辨 率 为 912 位 温 度 转 换 为 12 位 数 字 格 式 最 大 值 为 750 毫 秒 。每一个 DSl820 包括一个唯一的 64 位长的序号，该序号值存
5、放在 DSl820 内部的ROM(只读存贮器)中。开始 8 位是产品类型编码(DSl820 编码均为 10H)。接着的 48 位是每个器件唯一的序号，最后 8 位是前面 56 位的 CRC(循环冗余校验)码。DS18B20 的读写时序和测温原理与 DS1820 相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由 2s 减为 750ms。 DS18B20 测温原理是低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器 1。高温度系数晶振 随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器 2 的脉冲输入。计数器 1 和温度寄存器被预置在55所对应的一
6、个基数值。计数器 1 对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器 1 的预置值减到 0 时，温度寄存器的值将加 1，计数器 1 的预置将重新被装入，计数器 1 重 新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器 2 计数到 0 时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即 为所测温度。42.1.2 AT89C51 单片机芯片AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和 128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM） ，器件采用 ATMEL公司的
7、高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大 AT89C51 单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。ATC9C51 的引脚排列图如图 2.1.2主要参数如下： 图 2.1.2AT89C51 的引脚排列与 MCS-51 产品指令系统完全兼容 4k 字节可重擦写 Flash 闪速存储器 1000 次擦写周期 全静态操作：0Hz24MHz 三级加密程序存储器 1288 字节内部 RAM 32 个可编程 IO 口线 2 个 16 位定时计数器 6 个中断源 可编程串行 UART 通道 低功耗空闲和掉电模 3 设计方案3.1 AT89S
