1、 课课 题题： 基于 51 单片机的交通灯设计 专专 业业： 机械设计制造及其自动化 学学 号号： 指导教师：指导教师： 设计日期：设计日期： 2017/12/18 成成 绩：绩： 基于 51 单片机数字温度计设计报告 一、一、设计目的作用设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有传感器 DS18B20，单片机 AT89C52，四位共阴极数码管一个，电容电阻若干。DS18B20 支持“一线总线”接口，测量温度范围-55C+125C。在-10+85C 范围内, 精度为0.5C。 18B20 的精度较差， 为 2C 。 现场温度直接以 “一线总线” 的数字方式传输， 大
2、大提高了系统的抗干扰性。 适合于恶劣环境的现场温度测量， 如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分，主控制器，LED 显示部分，传感器部 分，复位部分，按键设置部分，时钟电路。主控制器即单片机部分，用于存储程 序和控制电路；LED 显示部分是指四位共阴极数码管，用来显示温度；传感器部 分，即温度传感器，用来采集温度，进行温度转换；复位部分，即复位电路，按 键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是，传感器采集到外部环境的温 度， 并进行转换后传到单片机， 经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、二、设计要求设计要求 （1） 利用 DS1
3、8B20 传感器实时检测温度并显示。 （2） 利用数码管实时显示温度。 （3） 当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警，LED 闪烁指示。 （4）.能够手动设置上限和下限报警温度。 三、三、设计的具体实现设计的具体实现 1、系统概述 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。 方案设计框图如下： 方案二： 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， 热
4、敏电阻热 敏电阻 组成的感温组成的感温 电路电路 AD 转换转换 数码管显示电路数码管显示电路 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，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。 2、 单元电路设计与分析 1 1、硬件设计、硬件设计 按照系统设计功能的要求，确定系统由 3 个模块组成：主控制器、测温电路 和显示电路。 数字温度计总体电路结构框图所示： 单片机的选择单片机的选择 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
5、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。由于器件问题，我们使用了通用的手机 5V 充电器接口。 复位电路复位电路模块模块 单片机系统的复位电路在这里使用的是上电+按钮的复位电路模式， 其中电阻 R 采用的是 10K的阻值， 电容采用电容值为 10uF 的电解电容， AT89C51 单片机 DB18B20 温度 传感器 蜂鸣器报 警模块 LED 闪烁 报警模块 按键设置模块 电源 数码管显示 电路图如下： 温度显示温度显示模块模块 四位共阴极数码管， 能够显示小数。 列扫描用 P2.4P2.7 口来实现， 列驱动直接 51 接单片机驱动。电路图如
6、下： 温度传感器温度传感器模块模块 DS18B20 温度传感器是美国 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 912 位的数字值读数方式。 电路图如下： 按键模块按键模块 按键是用来设置报警的上下限温。K1 是用 来进入上下限调节模式的， 当按一下 K1 进入上限调节模式， 再按一下进入下限调节模式。 在正常模式下， 按一下 K2 进入查看上限温度模式，显示 1s 左右自动退出；按一下 K3 进入查 看下限温度模式，显示 1s 左右自动退出；按一下 K4 消除按键音，再按一下 启动按键音。在调节上下限温度模式下，K2 是实现加 1 功能， K1 是实现减 1 功能，K3 是用来设定上下限温度正负的。 2、软件设计、软件设计 主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序 和现实数据刷新子程序等。 主程序主程序 主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理 DS
