《基于单片机的数字温度计的设计-本科毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的数字温度计的设计-本科毕业论文（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 基于单片机的数字温度计的设计基于单片机的数字温度计的设计摘 要温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍、最常用的测量及被控参数之一。随着社会的发展、科学技术的不断更新，温度的测量范围要求不断扩大，同时温度的测量准确性要求不断提高。它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题, 因此对温度测量的意义就越来越大。本文主要介绍了一个基于89S51单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统
2、流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89S51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。本文主要包括两个方面的设计：一方面是硬件电路的设计，另一方面是系统程序的设计。其中，硬件电路各部分组成如下：中央控制器采用单片机AT89S51，温度检测
3、部分采用DS18B20温度传感器，用LCD液晶1602作为显示器。其次，系统软件程序包括主程序，温度值读取、转换及计算程序，显示数据刷新程序等。该温度计整体功能的实现是通过温度传感器DS18B20采集温度信号送该给单片机处理，单片机再把温度数据送液晶显示器1602显示。关键词：单片机；温度传感器；DS18B20；LCD液晶显示器THE DESEGN OF THE ELECTRONIC THERMOMETER BASED ON MICROCONTROLLERAbstractTemperature as an important physics, is the most common indust
4、rial production process, the most commonly used one of measuring and controlled parameter. With the development of society, the science and technology unceasing renewal, temperature measurement range requirements, at the same time expanding temperature measurement accuracy requirement enhances uncea
5、singly. It directly affects combustion, chemical reaction, fermentation, roasted, distillation, concentration, extrusion, crystallization and air flow etc physical and chemical processes. Temperature control error could cause a production safety, product quality, product yield and so on. So the sign
6、ificance of temperature measurement is more and more big. This paper describes the digital thermometer which is consisted of the central controller, temperature detectors, monitors and police components.The thermometers basic range is from -50 to 110 ,its accuracy error is less than 0.5 and LCD dire
7、ctly shows numerical temperature. When the measured temperature exceed the limit alarm doors, the system will output alarm signal.The paper includes tow aspects of the design: one is hardware circuit design, the other is the system process design. Among them, the hardware components are as following
8、: the central controller SCM AT89S51,the temperature detection DS18B20 part of a temperature sensor,and LCD monitors, as LCD 1602 F; the system software programs, including the main program, the temperature reading, conversion and calculation procedures, the data show that refresh procedures and so
9、on.Temperature Sensor DS18B20 acquisition of the temperature signal sent to SCM for processing, SCM then the temperature data sent 1602 F LCD display.Key words: temperature sensor；DS18B20；LCD liquid crystal display目 录1 绪论11.1 设计背景及目的11.2 设计研究方法21.3 设计构成及内容32 数字温度计硬件电路的实现42.1 单片机的选取和介绍42.1.1 引脚描述42.1
10、.2 特殊功能寄存器与存储结构62.1.3 编写方法72.2 复位电路及晶振电路设计82.2.1 复位电路82.2.2 晶振电路82.3 温度传感器设计82.3.1 DS18B20的外形及内部结构82.3.2 DS18B20工作原理112.3.3 DS18B20的外部电路图122.4 液晶显示电路设计122.4.1 1602的引脚功能介绍122.4.2 1602液晶模块内部的控制指令132.4.3 1602的外部电路图143 数字温度计软件设计流程153.1 主程序设计153.2 温度值读取程序设计163.3 计算温度程序设计173.4 显示数据及刷新程序设计184 仿真调试195 结论22致
11、谢23参考文献24附录26附录A 原理图26附录B 源程序27 附件 附件1 开题报告（文献综述） 附件2 译文及原文影印件 1 绪论1.1 设计背景及目的 传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点，本文介绍了一种基于 DS18B20 的数字温度计设计方案。本方案利用AT89S51单片机控制 DS18B20 进行数据采集并由 HS1602 液晶显示模块显示结果。目前的数字温度传感器是微电子技术，计算机技术和自动测试技术（ATE）的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU）。现在的温度传感器正在基于单片机的基础上，从模拟式向数字式，从集成化向智
12、能化，网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化，高可靠性及安全性，开发虚拟传感器和网络传感器，研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。测量温度的关键是温度传感器，其发展经历了三个发展阶段：（1）传统的分立式温度传感器;（2）模拟集成温度传感器;（3）智能集成温度传感器1。随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人 带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求 越来越高，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，智能化控制方向发展。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度
13、计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。本毕业设计介绍了温度计的测量和控制之间的关系：检测是控制的基础和前提，而检测的精度必须高于控制的精确度，否则无从实现控制的精度要求。不仅如此，检测还 涉及国计民生各个部门，可以说在所有科学技术领域无时不在进行检测。科学技术的发 展和检测技术的发展是密切相关的。现代化的检测手段能达到的精度、灵敏度及测量范围等，在很大程度上决定了科学技术的发展水平。同时，科学技术的发展达到的水平越高，又为检测技术、传感器技术提供了新的前提手段。目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的
14、热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。目前的温度计中传感器是它的重要组成部分，它的精度灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。传感器应用极其广泛，目前已经研制出多种 新型传感器。但是，作为应用系统的设计人员需要根据系统要求选用适宜的传感器，并与自己设计的系统相互连接起来，从而构成性能优良的监控系统2。1.2 设计研究方法根据系统设计的功能，本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力来测量、显示温度数值3。初步确定设计系统由单片机主控模块、测温模块、显示模块、报警模块共4个模块组成，电路系统框图如图1.1所示。传感器部分AT89S51单片机LCD显示报警扬声器 图1.1 系统基本方框图对于单片机的选择，如果用8051系列，由于它没有内部RAM，系统又需要一定的内存存储数据。AT89S51是一个低功耗、高性能CMOS 8位的单片机，片内含8k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，功能强大的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。而AT89S51与AT89C51相比，外型管脚完全相同，AT89C51的HEX程序无须任何转换可直接在AT89S51运行，且AT89S
