数字温度计课程设计

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1、 1 1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 1.1 设计任务 设计一个具有特定功能的数字温度计。 1.2 功能要求说明 该数字温度计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”， 进入准备工 作状态。测量温度范围 099，测量精度小数点后两位，可以通过开始和结 束键控制数字温度计的工作状态。 1.3 总体方案介绍及工作原理说明 1.3.1 总体方案介绍 利用单片机 AT89S52 单片机作为本系统的中控模块。单片机可把 DS18B20 读 来的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到数码管显示模块，实现温度显 示。数码管显示模块为主要的显示模块，把单片机传来的数据显示出来,。在显 示电

2、路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。 1.3.2 工作原理说明 利用温度传感器 DS18B20 可以直接读取被测温度值，进行转换的特性，模拟 温度值经过 DS18B20 处理后转换为数字值，然后送到单片机中进行数据处理，并 与设置的温度报警限比较，超过限度后通过扬声器报警。同时处理后的数据送到 LED 中显示。 本课题以是 AT89S52 单片机为核心设计的一种数字温度控制系统，系统整 体硬件电路包括，传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路， 单片机主板电路等组成。 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。 系统框图

3、如图1所示。 2 AT89S52 按键输入电路 时钟电路、复 位电路 报警电路 驱动电路 显示电 路 测温电路 拓展口 图 1 系统基本方框图 3 2 硬件系统的设计 2.1 硬件系统各模块功能简要介绍 该数字温度计主要由单片机最小系统、 独立式键盘模块、 LED 显示电路模块、 蜂鸣电路模块和 DS18B20 测温模块组成。各模块的功能如下： （1） 单片机最小系统 由 AT89S52 单片机、时钟电路和复位电路构成。AT89S52 是一种低功耗、高 性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。时钟电路由一个 12MHz 的石英晶体振荡器和两个 33pF 的的

4、电容组成振荡电路和分频电路。复位 电路采用上电复位和按键复位结合的方式对电路进行复位， 主要是通过 RST 引脚 送入单片机。单片机最小系统为整个电路的核心。 （2） 独立式键盘模块 采用独立式键盘接法，共有 8 个按键来对电路进行控制。分别通过上拉电阻 接在单片机的 P1 口线上。其中 S1S5 在本电路中完成各项功能。 （3） LED 显示电路模块 采用两个四位一体共阳型数码管显示器进行显示。 由于位控线的驱动电流较 大，因此在 P2 口线上接了 8 个 PNP 型三极管提高驱动能力；在单片机的 P1 口线 和 P2 口线上接了 16 个 470的电阻，这些电阻起限流的作用。将段控口 a-

5、dp 接在 P0.0-P0.7 上，位控口接在 P2 口线上，实现对显示的控制。LED 显示电路 模块主要用来显示温度及报警信息。 （4） 蜂鸣电路模块 单片机 P3.1 口线上接上一个 1K电阻然后再通过一个 PNP 型三极管与蜂鸣 器相连接组成蜂鸣器电路，接入 PNP 型三极管是为了增强蜂鸣器的驱动电流。蜂 鸣电路主要完成超温报警功能。 （5） DS18B20 测温模块 单片机 P3.0 口接单线总线，为保证在有效的 DS18B20 时钟周期内提供足够 的电流，可用一个 4.7K电阻来完成对总线的上拉。 2.2 温度传感器介绍 DS18B20 可以程序设定 912 位的分辨率，精度为0.5

6、C。可选更小的封 装方式， 更宽的电压适用范围。 分辨率设定， 及用户设定的报警温度存储在 EPROM 中，掉电后依然保存。 4 温度传感器 DS18B20 引脚如图 2 所示。 图2 DS18B20外部封装图 引脚功能说明： NC ：空引脚，悬空不使用； VDD ：可选电源脚，电源电压范围 35.5V。当工作于寄生电源时，此引脚 必须接地。 DQ ：数据输入/输出脚。漏极开路，常态下高电平。 GND ：为电源地 2.3 电路原理图、PCB 图和元器件布局图 Proteus 原理图、PCB 图以及元器件布局图分别见附录 A、附录 B 与附录 C。 2.4 元器件清单 元器件清单见附录 D。 5 3 软件系统的设计 3.1 使用的单片机资源的情况 本设计采用独立式键盘，键盘直接接在 P1 口上且按键的结果存贮在单片机 的内部数据存储器里面。 用到的 LED 显示器接到了单片机的 P0 口线上和 P2 口线 上。DS18B20 和蜂鸣器接在 P3 口线上。 3.2 程序流程 3.2.1 主程序流程图及功能说明 主程序的主要功能是负责准备状态提示符“P.”