1、 单片机课程设计报告单片机课程设计报告 数字温度计数字温度计 1 设计要求设计要求 基本范围-50-110 精度误差小于 0.5 LED 数码直读显示 2 扩展功能扩展功能 实现语音报数 可以任意设定温度的上下限报警功能 2 数字温度计数字温度计 摘要：摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟 的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温 度不在设置范围内时，可以报警。 关键词：关键词：单片机，数字控制，温度计， DS18B20，AT89S51 1 引言引言 随着人们生活水平的
2、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数单片机技术入手，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，该设计控制器使用 单片机 A T89S51，测温传感器使用 DS18B20，用 3 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度 显示,能准确达到以上要求。 2 总体设计方案总体
3、设计方案 2.12.1 数字温度计设计方案论证数字温度计设计方案论证 2.1.1 方案一 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化 的电压或电流采集过来，进行 A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可 以将被测温度显示出来，这种设计需要用到 A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。 2.1.2 方案二 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想 到的，所以可以采用一只温度传感器 DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行 转换，就可以满足设计要求。 从以上两种方案，很容易看出
4、，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了 方案二。 总体设计框图总体设计框图 系统电路设计总体设计方框图所示，控制器采用单片机 A T89S52，温度传感器采用 DS18B20， 用 2 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。 3 总体设计方框图 主控制器 单片机 A T89S51 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。 2.2.2 显示电路 显示电路采用 3 位共阳 LED 数码管，从 P3 口 RXD,TXD 串口输出段码。 2.2.3 温度传感器 DS18B20 温度传感
5、器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器， 与传 统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现 位的数字值读数方式。DS18B20 的性能特点如下： 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； 多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； 无须外部器件； 可通过数据线供电，电压范围为 3.05.5； 零待机功耗； 温度以或位数字； 用户可定义报警设置； 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作； DS18B20 采用
6、脚 PR35 封装或脚 SOIC 封装，其内部结构框图如图 2 所示。 64 位 ROM 存储器与控制逻辑 温度传感器 4 图 2 DS18B20 内部结构 64 位 ROM 的结构开始位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有 48 位，最 后位是前面 56 位的 CRC 检验码，这也是多个 DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。温度报警 触发器和，可通过软件写入户报警上下限。 DS18B20 温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存和一个非易失性的可电擦除的 EERAM。高速暂存 RAM 的结构为字节的存储器，结构如图 3 所示。头个字节包含测得的温度 信息，第和第字节和的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第个字节，为配 置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20 工作时寄存器中的分辨率转换为 相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图 3 所示。低位一直为，是工作模式位，用于 设置 DS18B20 在工作模式还是在测试
