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1、1.方案设计及论证1.1设计要求1. 温度范围一 10 C到50 C,温度精确到0.1 C。2. 时温度测量的功能并且可以显示出来。3. 检查18B20是否接上了，若没有会提示错误。1.2总体方案设计经分析，将系统分为两个部分，一个是由单片机和1602液晶组成的主控与显示部分。如 图所示DS18B20温度检测电路将检测到的数据将送到单片机，单片机对接收到的数据进行处 理并送到数码管显示，5V稳压电源给各个部分供电。该系统实现的方法有很多种，下面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的 实现方案。系统框图如图1所示电源单片机测温屯路显示电路图1 DS18B20温度测温系统框图1.3温度检测
2、模块的选择与论证方案一：使用热敏电阻。由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其 感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机 进行数据的处理，在显示电路上，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。方案二：采用数字温度芯片DS18B20。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。在0100摄氏 度时，最人线形偏差小于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和微控制器AT89S52构成的
3、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。控制工作，还可以与PC机通信上传数据，另外AT89S52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。以上两种方案，容易看出方案一的测温装置可测温度范围宽、体积小，但是线性误差较 大。方案二的测温装置电路简单、精确度较高、实现方便、软件设计也比较简单，故本次设计采用了方案二。1.4单片机控制模块的选择论证方案一：采用XC9000系列的FPGA。该类器件具有并行处理能力，能快速的响应外部的 各种数字信号，但在数据处理方面过于复杂，而且芯片价格较昂贵。方案二：采用单片机AT89S52作为控制核心，单片机数学运
4、算功能较强。在程序相互调 用方面，处理方便灵活，性能稳定，适合实际应用。且单片机技术发展较为成熟，价格便宜。基于以上分析，采用单片机控制可更为简便灵活地实现系统功能，故拟采用方案二。1.5显示模块的选择与论证方案一：采用12864液晶模块显示测得的数据，可显示较多组的数据，字体较大，可清 晰读数，但12864液晶模块价格昂贵，接线复杂，故不采用。方案二：采用数码管显示所测数据，数码管显示清晰，控制原理也简单，同时也能满足 显示需要，价格远低于12864液晶。因此，本方案为首选方案。综上所述，显示模块选择方案二。1.6整体系统组成本系统硬件部分由单片机主控电路、DS18B20温度检测模块、数码管
5、显示模块等部分组成, 其中单片机主控电路有外接晶振，按键复位电路，电源供电电路阻等部分组成。软件部分详 细见下文。单片机全系统如下图2所示。网1 DS18B20温度测温系统原理阌2系统电路设计2.1单片机主控电路设计单片机主控模块包括了振落电路、复位电路，同时接入了各个模块的接口，保证了整个 系统的灵活性。单片机是整个系统的控制中枢，它指挥外围器件协调工作，从而完成特定的功能。硬件 实现上釆用模块化设计，每一模块只实现-个特定功能，最后再将各个模块搭接在一起。这 种设计方法可以降低系统设计的复杂性。控制电路的核心器件是由美国Atmcl公司生产的AT89S52单片机，属于MCS-51系列。 AT
6、89S52是一种低功耗、高性能的CM0S8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器， 采用的工艺是Atmel公司的高密度非易失存储器技术；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Hash,使得 AT89S52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；价格低廉、性能可靠、抗干扰能力强。因此广泛应用于工业控制和嵌入式系统中。 单片机主控电路原理阁如下所示：竿片机P1.0VCCPI.1PO.OPL2PO.IPL3P0.2PI.4P0.3P1.5P0.4PI.6P0.5PL7P0.6RSTP0.7RXD)P3.0r
7、ovpp(TXD)P3.IPROGUST0)P3.2PSEN(IMT)P3.3P2.7(TO)P3.4P2.6(THP3.5P2.5(WR)P3.6P2.4/L1QZ9VCCDS18B20的2管脚要接上拉电阻，所以我们接了个10K的电阻到VCC。DS18B20温度检测模块电路 原理阁如下所示：RI610KP2418b20温度传感器图3.2 DS18B20温度检测模块电路原理图2.3数码管显示模块电路设计数码管显示模块电路原理阁如下所示:在口常生活中，我们对数码管显示器并不陌生。数码管显示模块己作为很多电子产品的 通用器件，如在电梯、温度计、万年历及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数
8、字。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下儿种：发光管、Lro数码管、液晶 显示器。在单片机系统中应用数码管作为输出器件冇以下几个优点：显示质量高、数字式接口、 体积小、重量轻、功耗低、成本低：本设计使用的是4位共阳数码管。3软件设计3.1软件设计流程主程序流程图显示温度图4。1.1主程序流程图温度检测程序流程开始字节I读取温度兄不温度图4.1.3温度检测程序流程3.2软件设计分析如果接通电源就调用温度检测程序，检杳18B20是否接上了，如果接上了，单片机对18B20 进行初始化，成功则读字节，再写入字节，读取温度数据送到1602显示。如果没有接上，就 会再次检査，当接上18B20并且按复位键后，才会好。4.系统测试4. 1主要指标测试本系统主要指标就在于所测得的温湿度的数据是否达到Y题A要求，本系统测量范围为 -10-50C,温度测量误差为0. 1C,在2313测试温度为32. 1度。4.2测试结果分析通过测试，与标准仪器所测得的温度相比较，可得系统的误差为信号传输过程中可能存 在误码，及误判。
