单片机课程设计

单片机课程设计

题目：数字温度计

班 级： 2012级电信四班 组员1学 号： 20126131 组员1姓 名： 邓庭军 组员2学 号： 20126123 组员2姓 名： 周 建 指 导 老 师： 覃业梅 完 成 日 期： 2014.12.25

设计任务书

设计题目 数字温度计

1、掌握单片机的工作原理 2、能够进行单片机简单系统进行设计，包括电源模块、复位模块、键盘模块、及相应的控制模块的设计 设计任务 3、掌握单片机的指令系统，能够对具体的设计要求编写相应的控制程序 4、能够根据相应的控制要求选择相应的外围器件实现控制任务 利用单片机设计一个数字温度计，要求选择合适的温度传感器，及相应的A/D转换芯片，通过传感器采集室内温度，并由LED进行显示。具体要求如下： 1、设计单片机工作电源模块及其复位电路 2、设计显示模块：由led显示当前温度值 设计方案 3、选择传感器，通过单片机采集其数据 4、 画出电路方框图，叙述主要模块的功能及他们之间的控制关系和数据传输，绘制软件流程图 5、用C语言或汇编语言编制相应的控制程序，并对软件进行调试 任务分配 邓庭军取材、焊接 周建分析、整理 摘 要

在日常生活及工农业生产中经常要检测温度，传统的方式是采用热电偶或热电阻。其硬件电路和软件调试比较复杂，制作成本较高。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正不断走向深入。所以我们选用单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用单片机本生的优势节约成本，使电路更简单。温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。在这里介绍了一种基于AT89C52单片机的温度测量及控制系统的硬件结构以及C语言程序设计，该系统设计和布线简单，结构紧凑，体积小，重量轻，抗干扰能力强，性价比高，扩展方便，在大型仓库，工厂，智能化建筑等领域的多点温度检测中有广阔的应用前景。

关键词 DS18B20 AT89C52 温度测量

一 引言

温度的测量对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。近年来，温度检测领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史 的舞台，能够在工业、农业等各个领域中广泛使用。温度的测量的关键之处是温度传感器，其往往决定着一个温度检测系统的性能。传统的温度检测以热敏电阻和AD590为温度敏感元件。热敏电阻虽成本低， 但需信号处理电路，电路复杂，可靠性较低，测温准确度及抗干扰能力也有一定的不足。近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型的温度传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它提高了抗干扰能力和可靠性，而且使系统结构更简洁，维护方便，缩小了空间。单片机具有集成度高、功能强、体积小、价格低、抗干扰能力等优于一般CPU的优点，因此往往采用单片机作为数字控制器取代模拟控制器。

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。

目前国际通用的温标是1975 年第15届国际权度大会通过的《1968 年国际实用温标-1975年修订版，记为：IPTS-68（Rev-75）。但由于 IPTS-68 温标存在一定的不足，国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予 1989 年会议通过了 1990 年国际温标 ITS-90，ITS-90 温标替代了 IPTS-68。1.2 温度检测的发展背景在众多温度仪表中温度传感器是开发最早,也是现在应用最广的一类温度仪表。现在温度仪市场中温度传感器的份额已大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。温度检测在各个领域都具有广泛的应用，随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展，为智能温度测控系统测控功能的完善、测控精度的提高 和抗干扰能力的增强等提供了条件。再则人们在温度检测的准确度、便捷、快速 等方面有着越来越高的要求。而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求，所以新型的温度传感器将逐渐代替传统的温度传感器。

温度检测系统的发展趋势随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围也不断扩大，因而对温度 检测技术的要求也愈来愈高， 现在工业上通用的温度检测范围为200-3000 C，而今后要求能测量超高温与超低温。尤其是液化气体的极低温度检测更为

迫切，如 1OK 以下的温度检测 是当前重点研究课题。 温度检测技术将会由点测温发展到线、面，甚至立体的测量。应用范围己经 从土业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。 利用以前的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品，以满足用户需要。同时利用新的检测技术制造出新的产品。 对许多场合中的温度检测器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨等性能要求; 又如移动物体和高速旋转物体的测温、钢水的连续测温、火焰温度检测等。 温度仪表向数字化方向发展。其最大优点是直观、无读数误差、分辨率高、测量误差小，因而有广阔的销售市场。 所以说数字温度计的发展前景是相当可观的。

二 总体方案

采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理和控制，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质稳定，它温用作工业测温元件，此元件线性较好。在0-100摄氏度时，最大线性偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一是采用了单总数的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C52构成温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接和计算机连接。这样温度系统的结构就比较简单，体积也不大。采用51单片机控制软件编程的自由度大，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。

该系统利用AT89C52芯片控制温度传感器DS18B20进行温度的实时检测并显示，能够实现快速测量环境温度。

硬件以微控制器为核心，外接时钟电路、复位电路、温度测量电路、LED显示电路组成。硬件设计方案如图1所示。

时钟电路

复位电路

微控制器 模块 LED显示电路 温度传感器

图1 系统硬件框图

三 硬件设计

3.1模块一 微处理器模块

单片机AT89C2051具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库单片机课程设计在线全文阅读。