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1、-?应用电子系统分析与设计?课程设计报告课题：数字温度计 目 录摘要 Abstract1、绪论2、数字温度计的根本原理. 2.1 单片机STC89C52. STC89C52引脚功能2.2温度传感器DS18B20 DS18B20考前须知. DS18B20内部构造 DS18B20测温原理3、数字温度计的硬件设计. 3.1 主控制器. 3.2 显示电路. 3.3 温度检测电路.4、软件设计 4.1 主程序模块. 4.2 温度检测模块.5、结论.参考文献附录1 绪 论随着科技开展人们生活水平的不断提高,单片机在电子产品中应用越来越广泛。在很多电子产品中用到温度检测和温度控制，使得人们对它的要求越来越高
2、，所以要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向开展。 现代社会对各种信息参数的准确度和准确度的要求都有了几何级的增长，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。在我们日常生活及各种生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比拟多的外部硬件支持。其缺点如下：1 硬
3、件电路复杂；2 软件调试复杂；3 制作本钱高。而且传统的温度计也有反响速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点而本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的构造特征及控制方法，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*围广，测温准确，输出温度采用数字显示，易于实现。主要用于对测温要求比拟准确的场所，或科研实验室使用。该设计控制器使用ATMEL公司的AT89C52单片机，测温传感器使用DALLAS公司DS18B20，用液晶来实现温度显示。2 数字温度计的根本原理本设计主要是介绍了单片机控制下的温
4、度检测系统，详细介绍了其硬件和软件设计，并对其各功能模块做了详细介绍，其主要功能和指标如下：利用温度传感器DS18B20测量*一点环境温度测量*围为-55125，精度为0.5用液晶进展实际温度值显示采用STC89C52单片机P3.7口控制温度传感器DS18B20的温度测量，以四位数码管形式输出测量温度，原理图如下列图1.1所示：图1.1 DS18B20与单片机接口原理图采用数字温度芯片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
5、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STC89C52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,测温系统的构造就比拟简单,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ST89C52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。该系统利用STC89C52芯片控制温度传感器DS18B20进展实时温度检测并显示，能够实现快速测量环
6、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，它可以在设计中参加时钟芯片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*些时间点的温度数据进展存储，利用键盘来进展调时和温度查询，获得的数据可以通过MA*232芯片与计算机的RS232接口进展串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。2.1 单片机STC89C52STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序
7、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Flash，使得STC89S52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。STC89S52具有以下标准功能：89C52具有一个数据指针DPTR8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线. AT89C52引脚功能P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻 辑电平。对P0端口写“1时，引脚用作高阻抗输入。 当外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接
8、收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流IIL。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入P1.0/T2和时器/计数器2的触发输入P1.1/T2E*。具体如下所示：在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 引脚号第二功能 P1.0 T2定时器/计数器T2的外部计数输入，时钟输出 P1.1 T2E*定时器/
9、计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制 P1.5 MOSI在系统编程用 P1.6 MISO在系统编程用 P1.7 SCK在系统编程用 P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流IIL。 在外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器例如执行MOV* DPTR时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址如MOV* RI外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在f
10、lash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流IIL。 P3口亦作为STC89C52特殊功能第二功能使用，如下所示。 在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 端口引脚 第二功能P3.0 R*D(串行输入口)P3.1 T*D(串行输出口)P3.2 INTO(外中断0)P3.3 INT1(外中断1)P3.4 TO(定时/计数器
11、0)P3.5 T1(定时/计数器1)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)此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG当外部程序存储器或数据存储器时，ALE地址锁存允许输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲PROG。如有必要，可通过对特殊功
12、能存放器SFR区中的8EH单元的D0位置位，可制止ALE操作。该位置位后，只有一条MOV*和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE制止位无效。PSEN程序储存允许PSEN输出是外部程序存储器的读选通信号，当ST89C52由外部程序存储器取指令或数据时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP外部允许，欲使CPU仅外部程序存储器地址为0000H-FFFFH，EA端必须保持低电平接地。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平接Vcc端，C
13、PU则执行内部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp2.2 温度传感器DS18B20DALLAS 最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线接口的温度传感器。温度测量*围为-55+125 摄氏度，可编程为9位12 位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的
14、16位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3 根或2 根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20 的性能特点如下：独特的单线接口方式，DS18B20在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DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的
