1、- 8 - 课题名称课题名称： 数字显示温度计数字显示温度计 一、 设计任务目的 随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机 来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。 本文介绍了数字温度测量及自动 控制系统的设计。本文采用单片机来实现对温度的控制。它的主要组成部分有： AT89S51 单片机、温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。它可以实时的 显示和设定温度，实现对温度的自动控制。通过测试表明，本设计对温度的控制 有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。 二、 设计要求 正常工作温度范围： 560 温度误差：1 三、 设计方案选取与论证 方案论证方案
2、论证 方案比较，设计和论证 1 温度传感器的选择 1.1 采用模拟集成温度传感器 集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的， 因此亦称硅传感器或单片集成温 度传感器，它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输 出功能的专用 IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、 测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距 离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。 1.2 采用数字单片智能温度传感器 智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是微电子技术、 计算机技术和自动测 试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相
3、关的温度控 - 8 - 制量，适配各种微控制器(MCU).可以脱离微控制器单独工作,自行构成一个温 控仪。测量温度范围为 -55+125，在-10+85范围内,精度为 0.5。 DS18B20 的精度较差为0.2 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传 输，大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。 由于 DS18B20 将温度传感器、信号放大调理、A/D 转换、接口全部集成于 一芯片，与单片机连接简单、方便，与 AD590 相比是更新一代的温度传感器， 所以温度传感器采用 DS18B20。 2 显示器的选择 2.1 LED 显示器 采用传统的七段数码 LED 显示器。LED
4、虽然价格便宜，但在现代的许多仪 表、各种电子产品中逐渐被 LCD 所取代。 2.2 LCD 液晶屏 采用 LCD 液晶屏进行显示。LCD 液晶显示器是一种低压、微功耗的显示器 件，只要 23 伏就可以工作，工作电流仅为几微安，是任何显示器无法比拟的， 同时可以显示大量信息，除数字外，还可以显示文字、曲线，比传统的数码 LED 显示器显示的界面有了质的提高。在仪表和低功耗应用系统中得到了广泛的应 用。 虽然 LCD 显示器的价格比数码管要贵，但它的显示效果好，是当今显示器 的主流，所以采用 LCD 作为显示器。 3 单片机的选择 3.1 采用凌阳单片机 利用凌阳单片机有一定的好处凌阳的优势是硬件
5、性能，抗干扰能力强，但凌 阳单片机我们没有系统的学习，这对于刚接触单片机的我们来说不是很容易上 手，其价格也要比 89S51 昂贵一些，因此我们并没有将其作为首选。 3.2 采用 AT89S51 单片机 51 的优点是价钱便宜,I/O 口多,程序空间大。因此，测控系统中，使用 51 - 8 - 单片机是最理想的选择。MCS51 有极好兼容性所以用 AT89S51。 原理框图原理框图 主 控 制 器 LED 显 示 温 度 传 感 器 单片机复位 报警按键设置 时钟振荡 系统基本方框图 系统框图主要由主控制器、单片机复位、报警按键设置、时钟振荡、LED显示、温度传 感器组成。 1. 主控制器 单
6、片机AT89C52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. 显示电路 显示电路采用LED液晶显示数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。显示电路是使用的串 口显示，这种显示最大的优点就是使用口资源比较少，只用p3口的RXD,和TXD,串口的发送和 接收，四只数码管采用74LS164右移寄存器驱动，显示比较清晰。 - 8 - 液晶显示接口电路 3. 温度传感器 温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20温度传感器。 DS18B20输出信号全 数字化。便于单片机处理及控制，在0100 摄氏度时，最大线形偏差小于1 摄氏度， 采用单总线的数据传输，可直接与计算机连接。 用AT89C52芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示， 能够实现快速测量环 境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。获得的数据可以通过MAX232芯片与计算机的 RS232接口
