1、 单片机原理及应用 课程设计论文 2009 届 自动化 专业 0906* 班级 题 目 数字温度计的设计 姓 名 * 学号 * 指导教师 二一二 年 六 月 二 日 一、一、 数字温度数字温度计计的基本原理的基本原理 数字温度计工作的基本原理是： 采用温度敏感元件也就是温度传感器（如铂电 阻，热电偶，半导体，热敏电阻等） ，将温度的变化转换成电信号的变化，如电压和 电流的变化，温度变化和电信号的变化有一定的关系，如线性关系，一定的曲线关 系等，这个电信号可以使用模数转换的电路即 AD 转换电路将模拟信号转换为数字 信号，数字信号再送给处理单元，如单片机或者 PC 机等，处理单元经过内部的软 件
2、计算将这个数字信号和温度联系起来，成为可以显示出来的温度数值 数字温度计根据使用的传感器的不同， AD 转换电路，及处理单元的不同，它的 精度，稳定性，测温范围等都有区别，这就要根据实际情况选择符合规格的数字温 度计。 二、设计方案二、设计方案 本设计以检测温度并显示温度提供上下限报警为目的，按照系统设计功能的 要求，确定系统由 4 个模块组成：主控器、测温电路，报警电路，显示电路。 系统以为传感器用以将温度模拟量转化为电压数字量以总线传入单片机，以 AT89C51 为主芯片， 在主芯片对 DS18B20 传入的温度值进行处理，由单片机程序控 制，将经处理后的温度由 LED 显示器显示出来。
3、测温电路的总体系统框图 三、硬件设计三、硬件设计 温度检测温度检测 每次测温由单片机向测温传感器发出特定脉冲，测温传感器能够检测到脉冲并 做相应的工作。传感器将模拟温度信号经过采集，数字处理，放大后输出。 DS18B20 使用一个单线接口发送或接受信息， 因此在单片机和 DS18B20 之间只需要有一个模 数转换电路，把传感器采集到的模拟信号转化为数字信号传递给单片机，用于读写 和温度转换的电源可以从数据线获得，无需外接电源。 数字信号的处理及温度显示数字信号的处理及温度显示 送入单片机内部的数字信号经过单片机的处理，将数据用 LED 显示屏显示出 来。其处理过程主要由单片机能存储的程序进行控
4、制。 LED 温度显示电 路 电源、 时钟复位电 路 AT89C5 1 单片机 DS18B20 测温电路 上下线报警电路 报警功能报警功能 在单片机程序内设置了报警温度的上下限值， 当所测得的温度超过了这一数值， 将会由蜂鸣器发出报警。报警功能是本系统的重要功能之一，在工业应用中常常需 要在特定的温度条件下进行报警，当温度超出范围时及时的报警是十分必要的。 AT89C51 简介 对于单片机的选择，可以考虑使用 8031 与 8051 系列，由于 8031 没有内部 RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。所以，我们选用 51 系列单片 机 AT89C51。AT89C51 是美国 ATM
5、EL 公司生产的低功耗，高性能 CMOS8 位单片 机，片内含 4KB 的可编程的 Flash 只读程序存储器，兼容标准 8051 指令系统及引 脚，并集成了 Flash 程序存储器，既可在线编程（ISP），也可用传统方法进行编 程，因此，低价位AT89C51单片机可应用于许多高性价比的场合，可灵活应用于各 种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。单片机AT89C51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满足电路系统的设计需要，很适合便携手 持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 AT89C51 的主要特性如下： 与 MCS-51 兼容； 4K 字节可编程闪烁存储器； 三级
6、程序存储器锁定； 1288 位内部 RAM； 32 根可编程 I/O 线； 两个 16 位定时器/计数器； 5 个中断源； 可编程串行通道； 片内振荡器和时钟电路。 DS18B20 简介 DS18B20是美国 DALLAS 半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智 能温度传感器。具有 3 引脚 TO92 小体积封装形式，测温分辨率可达 0.0625， 被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串行输出。其工作电源既可在远端引入，也 可采用寄生电源方式产生。 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。与传统的热敏电阻相比，他能 够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现 912 位的数字值读 数方式。可以分别在 93.75 ms 和 750 ms 内完成 9 位和 12 位的数字量，并且从 DS18B20 读出的信息或写入
