单片机课程设计-数字温度计的设计

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1、 1 课程设计任务书 2013 2014 学年第学年第 1 学期学期 课程名称： 单片机应用系统 设计题目： 数字温度计的设计 完成期限：自 2013 年 11 月 11 日至 2013 年 11 月 22 日共 2 周 内 容 及 任 务 利用 DS18B20（熟悉它的工作原理和性能并熟练掌握它）智能温度传感器、 DS1302 时间基准电路和单片机 AT89S51 小系统，键盘采用独立按键，显示器采 用 HD7279 驱动 4 位 LED 显示以串口传送数据,实现温度显示，设计一个数字温 度采集系统（温度显示为 0100，精度误差在 0.5以内）其中有温度上 下线的报警措施。 进 度 安 排

2、 起止日期 工作内容 2013.11.2013.13. 讲述设计内容及基本原理 2013.14.2013.20. 进行单片机系统的设计 2013.21.2013.22. 进行系统的调试 主 要 参 考 资 料 中国知网 数字温度计的国外动态及建议 数字温度传感器 DS18B20 介绍 指 导 教 师 （签字） ： 年 月 日 系 （ 教 研 室 ） 主 任 （ 签字） ： 年 月 日 2 一、设计任务：一、设计任务： 本次单片机课程设计将以 51 系列单片机为核心，以开发板为平台；设计一 个数字式温度计，要求使用温度传感器（可以采用 DS18B20 或采用 AD590）测 量温度，再经单片机处

3、理后，由 LED 数码管显示测量的温度值。测温范围为 0100，精度误差在 0.5以内。 二、单片机最小系统硬件资源介绍： DS18B20温度传感器温度传感器： DALLAS 最新单线数字温度传感器 DS18B20 是一种新型的“一线器件”，其 体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。DALLAS 半导体公 司的数字化温度传感器 DS18B20 是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度 传感器。温度测量范围为-55+125 摄氏度，可编程为 9 位12 位转换精度， 测温分辨率可达 0.0625 摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储 在 EEPROM 中，掉电后依然保存

4、。被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串 行输出；多个 DS18B20 可以并联到 3 根或 2 根线上，CPU 只需一根端口线就 能与诸多 DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑 电路。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很 多这样的数字温度计，十分方便。 DS18B20温度转换的时间比较长，而且设定的分辩率越高，所需要的温度数据 转换时间就越长。因此，在实际应用中要将分辩率和转换时间权衡考虑。 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发 的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚

5、排列、各种封装形式， DQ 为数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也 可以向器件提供电源；GND为地信号；VDD为可选择的VDD引脚。当工作于寄 生电源时，此引脚必须接地，如下图所示。 图1.1 DS18B20管脚图 3 DS18B20的初始化： （1） 先将数据线置高电平“1”。 （2） 延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点） （3） 数据线拉到低电平“0”。 （4） 延时750微秒（该时间的时间范围可以从480到960微秒）。 （5） 数据线拉到高电平“1”。 （6） 延时等待（如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个DS18B20 所返回的低

6、电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能 无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。 （7） 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从 发出的高电平算起（第（5）步的时间算起）最少要480微秒。 （8） 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。 DS18B20的写操作： （1） 数据线先置低电平“0”。 （2） 延时确定的时间为15微秒。 （3） 按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）。 （4） 延时时间为45微秒。 （5） 将数据线拉到高电平。 （6） 重复上（1）到（6）的操作直到所有的字节全部发送完为止。 （7） 最后将数据线拉高。 三三、设计原理及思路设计原理及思路 1.1