单片机数字温度计毕业设计方案.pdf
摘 要本论文介绍了一种以单片机为主的控制器件，一种以DS18B20 为温度传感器的新型数字温度计。主要包括硬件电路的设计和系统程序的编写。硬件电路主要包括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用AT89S51 单片机，温度传感器采用美国 DALLAS 半导体公司生产的DS18B20，显示电路采用8 位共阴极 LED数码管，74HC573为驱动的动态扫描显示。测温控制电路由传感器和预制温度比较电路组成。系统程序主要包括主程序，测温子程序和显示子程序等。DS18B20新型单总线数字温度传感器是DALLAS公司生产的单线数字温度传感器，集温度测量和A/D 转换于一体，直接输出数字量，具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度计相比，本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的点特点。DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用。关键词：STC89C52，DS18B20，数码管，动态显示I/40 ABSTRACT This paper introduces a microcontroller based control device,a temperature sensortoDS18B20 for the new digital thermometer.Including hardware design and system procedures for the preparation.Hardware circuit includes a main controller,temperature control circuit and display circuit,the main controller uses STC89C52,DALLAS Semiconductor temperature sensor used by the U.S.companys DS18B20,display circuit with eight common cathode LED digital tube,74HC573-driven dynamic scan display.Temperature control circuit from the sensor and the pre-comparison circuit temperature.System program including the main program,subroutine,and display routines such as temperature.DS18B20 new single-bus digital temperature sensor is produced by DALLAS-wire digital temperature sensor,set the temperature measurement and A/D conversion in one,the direct output of digital content,with a simple interface,high precision,strong anti-interference ability,stable and reliable,.As a result of improved temperature sensor DS18B20 as the detection of intelligent components,compared with the traditional thermometer,digital thermometer to reduce the external hardware circuitry,low cost and easy to use point features.DS18B20 thermometer can also be at a high temperature alarm,remote control multi-point temperature measurement applications in areas such as.Keywords:STC89C52,DS18B20,digital control,dynamic display 文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 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方案二：采用数字温度芯片DS18B203第 3 章各电路设计及论证53.1 主控制器63.1.1 方案一：采用 PC机实现63.1.2 方案二：使用单片机63.2 显示电路93.2.1 方案一：采用七段LED数码显示93.2.2 方案二：采用 SMCI602A 液晶显示模块芯片93.3 温度传感器的选择103.3.1 方案一：采用热敏电阻103.3.2 方案二：数字温度传感器DS18B2010第 4 章软件设计174.1 软件总体设计流程174.2 模块设计174.2.1 读出温度流程174.2.2 温度处理流程184.2.3 LED 显示模块194.2.4 整体的温度处理及显示流程204.2 源程序204.3 软硬件系统的调试25结论30参考文献31致谢32附录33文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 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前景温度是工业中非常关键的一项物理量，在农业，现代科学研究和各种高新技术的开发和研究中也是一个非常普遍和常用的测量参数。温度测量的原理主要是：将随温度变化而变化的物理参数，如膨胀、电阻、电容、热电动势、磁性、频率、光学特性等通过温度传感器转变成电的或其他信号，传给处理电路。最后转换成温度数值显示出来。传统的温度测量方法基本上是接触式的，主要有：热膨胀式温度计，电阻式温度计，热电偶式温度计等。这些接触式温度计的主要缺点是对传感器的耐热性能要求比较苛刻，所以对应的使用温度范围比较有限。它们的精度也大大限制了他们的应用领域。此外，由于这些测量方法大都是接触式的，会污染一些高纯度，高腐蚀性的测量对象。目前应用的比较广泛的非接触温度测量技术有红外非接触温度测量技术，单总线数字式温度测量技术等等。此外，激光测量温度技术，基于彩色三基色的温度测量技术也开始成为温度测量的手段。随着科学技术的进一步发展，相信更多更先进的温度测量手段会出现并影响我们的生产、生活和社会生活的方方面面。1.1.2 实现的可行性在嵌入式系统设计中，LED 显示器是常用的显示设备之一，它具有使用方便、价格便宜、电路接口简单等优点，因此，在嵌入式系统中被广泛使用。为了实现 LED 文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 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硬件设计思路硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方方面面很多，除了实现此设计基本功能以外，主要还要考虑如下几个因素：系统稳定度；器件的通用性或易选购性；软件编程的易实现性；系统其它功能及性能指标；因此硬件设计至关重要。主要设计包括以下三部分：单片机主控模块：采用 MC9S12DG128，单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。关于主控芯片的体系结构在第二章会有详细的介绍。数字温度计模块：采用 DS18S20，DS18S20 是美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、实现单总线协议的温度传感器，它可以显示-55 至+125范围内的温度,采用单总线接口与 CPU 进行同步通信，在这个总线系统中，微处理器主设备）识别并寻址在总线上的设备要使用每个设备的独一无二的 64 位码。DS18S20 能够不依靠额外的电能供应就能独立运行。它的主要特性在第三章有详细介绍。LED 显示模块：在微控制器应用系统中，如果需要显示的内容只有数码和某些字母，则使用 LED 数码管是一种较好的选择。LED 数码管显示清晰，成本低廉，配置灵活，与微控制器的接口简单易行。LED 显示器有动态扫描和静态显示两种方式，动态扫描需要耗费大量的 MCU 时间，且亮度不够；而静态显示亮度高，MCU 负担小，但由于温度测量精度的要求较高，所以本设计采用 LED 动态扫描。文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 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中的bit0位并放入display0,该部分为温度值的小数部分；temp_data0 中的剩余部分为温度值的整数部分，并分别取出百位、十位、个位数分别放在 display3、display2和 display1中；最后对符号位是否显示做出处理。LED 显示模块：由于 LED 数码管有共阳极和共阴极之分，而本设计采用的是共阴极数码管，因此需定义共阴极的十六进制数据到段码的转换表。本模块使用全局变量DispDigMsk 指向下一个要显示的数码；使用 DispSegTblDISP_N_DIG 表示与每个要显示的数码相对应的段码；使用 DispSegTblIx 表示指向下一个要显示数码在段码表中的位置。具体处理步骤如下：1、进行与显示驱动相关的 I/O 引脚初始化2、中断显示处理：1）清模计数器中断标志2）选择下一个要显示的数码3）输出该数码的段码4）调整指针。如果在指向下一个段码时发现已经到了最后一个则返回第一个，否则指针后移并且 DispDigMsk 指向下一个要显示的数码。LED 的动态扫描功能通过以上步骤的循环实现。文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 ZP6H8Y8J8N4文档编码:CR4C1J4K5M4 HF2S4G6X6P10 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