1、 摘要摘要 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用。本设计以 AT89C52 单片机为核心,采用 DS18B20 温度传感器检测温度,由温度采集、温度显示,温 度报警等功能模块组成。基于题目基本要求,本系统对温度采集和温度显示系统 行了重点设计。本系统大部分功能由软件实现,吸收了硬件软件化的思想。实际 操作时,各功能在开发板上也能完美实现。本系统实现了要求的基本功能,其余 发挥部分也能实现。 关键字:AT89C52 单片机、DS18B20 温度传感器、数码管显示、温度采集 目录 一绪论. 二设计目的 . 三设计要求 . 四设计思路 . 五系统的硬件构成及功能 5.1 主控制器 5.2
2、显示电路 5.3 温度传感器 六系统整体硬件电路 七系统程序设计 八测量及其结果分析 九设计心得体会 十参考文献 . 附录 1 源程序 附录 2 元件清单及 PCB 图 一一绪论绪论 随着时代的发展, 控制智能化, 仪器小型化, 功耗微量化得到广泛关注。 单片机控制系统无疑在这些忙面起到了举足轻重的作用。 单片机的应用系统 设计业已成为新的技术热点,其中数字温度计就是一个典型的例子。 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。 测量温度的关键是温度传感器, 温度传感器的发展经历了三个发展阶
3、段: 传统的分立式温度传感器 模拟集成温度传感器 智能集成温度传感器。 目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在 20 世纪 90 年代中期 问世的,它是微电子技术、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)。社会的 发展使人们对传感器的要求也越来越高, 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,与传统的温度 计相比, 其具有读数方便, 测温范
4、围广, 测温准确, 输出温度采用数字显示, 主要用于对测温要求比较准确的场所,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,用数码管来实现温度显示。 二设计目的二设计目的 1.理解掌握 MCS-51 系列单片机的功能和实际应用。 2.掌握仿真开发软件的使用。 3.掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。 三设计要求三设计要求 1.以 MCS-51 系列单片机为核心器件,组成一个数字式温度计。 2.采用数字式温度传感器为检测器件, 进行单点温度检测, 检测精度为 0.5 C 3.温度显示采用 4 位 LE
5、D 数码管显示,三位整数,一位小数。 4.具有键盘输入上下限功能,超过上下限温度时,进行声音报警。 四设计思路四设计思路 1根据设计要求,选择 AT89C52 单片机为核心器件。 2.温度检测器件采用 DS18B20 数字式温度传感器。与单片机的接口为 P3.6 引脚。 3.键盘采用独立式按键,由三个按键组成,分别是:设置键(SET), 加一建(+1),确认键(RET)。 SET 键(上下限温度设置键):当该键按下时,进入上下限温度设置功 能。通过 P3.1 引脚接入。 +1 键(加一调整键):在输入上下限温度时,该键按下一次,被调整 位加一。通过 P3.2 引脚接入。 RET 键(确认键):
6、当该键按下时,指向下一个要调整的位。通过 P3.3 引脚接入。 4.声音报警蜂鸣器通过 P1.7 引脚接入。 硬件电路设计总体框图为图 4.1: 图 4.1 五、系统的硬件构成及功能五、系统的硬件构成及功能 1.主控制器 单片机 AT89S52 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,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 允许程序存储器 在系统可编程,亦适于常规编程器。很适合便携手持式产品的设计使用。 AT89S52 在仿真软件中的图像为图 5.1 按键输入电 路 时钟电路复 位电路 蜂鸣器电路 单片机 LED 显示器驱动 电路 3 位 LED 显示器 温度检测 图 5.1 2.显示电路 显示电路采用四位共阳 LED 数码管,从 P3 口 RXD,TXD 串口输出段码。 LED 数码管在仿真软件中如图 5.2 图 5.2 3.温度传感器 DS18B20 是美国 DALLAS 半导体公司最