2022年单片机的温度计的课程设计方案.docx

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1、精品学习资源基于单片机的数字温度计的设计姓名：詹崇武班级： 09 应电 2 班学号： 2021061601学院：机电工程学院欢迎下载精品学习资源2021-12-7目录1、课程设计目的 32、工具/ 预备工作 33、设计步骤及原理 5步骤 1：方案框图 5步骤 2：程序设计 6步骤 3：电路硬件设计及 Proteus 软件仿真 8 4、设计结果及分析 95、总结及心得体会 96、对本设计过程及方法、手段的改进建议9欢迎下载精品学习资源7、参考文献 101、 课程设计目的本次课程设计，就是用单片机实现温度掌握，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的牢靠性差，测量温度精确率低，而且必

2、需经过特地的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理；本次采纳DS18B20 数字温度传感器来实现基于51 单片机的数字温度计的设计；2、 工具 /预备工作原件清单基于 STC89C52单片机的数字温度计元件清单如表1 所示；元件名称型号单片机STC89C521集成块DS18B201集成块74LS071集成块74LS2451电容30pF2晶振12MHz1电解电容10uF/10v1电阻10k 5电阻4.7 k1按键1数码管4 位共阳1数量 / 个用途掌握核心测温电路显示驱动显示驱动晶振电路晶振电路复位电路复位电路、上拉电阻测温电路复位电路显示电路ISP接口线1*41下载程序欢迎下载精品学习资源

3、万用板140 脚 IC 锁紧座1表 1 基于 AT89S52 单片机的数字温度计元件清单原件介绍1. STC89C52的功能特性STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微掌握器，具有8K在系统可编程Flash储备器；在单芯片上，拥有敏捷的8位 CPU 和在系统可编程Flash ，使得STC89C52 为众多嵌入式掌握应用系统供应高敏捷、超有效的解决方案；具有以下标准 功能： 8K字节 Flash ， 512字节 RAM， 32位 I/O口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM， MAX810 复位电路，三个16位 定时器 / 计数器，一个6 向量 2 级中断结构， 全双工串行口；

4、另外STC89X52可降至 0Hz 静态规律操作，支持2 种软件可挑选节电模式；闲暇模式下，CPU 停止工作，答应RAM、定时器 / 计数器、串口、中断连续工作； 掉电爱护方式下，RAM 内容被储存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止；最高运作频率35Mhz， 6T/12T可选；2. DS18B20 的特点本设计的测温系统采纳芯片DS18B20， DS18B20 是 DALLAS公司的最新单线数字温度传感器，它的体积更小，适用电压更宽，更经济；实现方法简介DS18B20采纳外接电源方式工作，一线测温一线与STC89C51连接，测出的数据放在寄存器中，将数据经过BCD

5、码转换后送到 LED显示；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，并且可依据实际要求通过简洁的编程实现9 12 位的数字值读数方式；DS18B20的性能特点如下：特殊的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个 DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；可通过数据线供电，电压范畴为3.0 5.5 ；零待机功耗；温度以 9 或 12 位数字；用户可定义报警设置；报警搜寻命令识别并标志超过程序限定温度温度报警条件）的器件；欢迎下载精品学习资源负电压特性，电源极性接反时，

6、温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；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,高速暂存器； DS18B20 的管脚排列如图 2-3-1 所示； 64 位光刻 ROM 是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20 的地址序列号；不同的器件地址序列号不同；储备器与掌握规律64位RO温度传感器和单C线高速缓存高温触发器 TH低温触发器 TL接口配置寄存器Vdd8 位 CRC发生器图 1 DS18B20 的内部结构欢迎下载精品学习资源图 2 DS18B20 的引脚分布图3、 设计步骤及原理步骤 1：方案框图基于 STC

7、89C52单片机的数字温度计设计由STC89C52 单片机掌握器、电源、显示电路、温度传感器、复位电路和时钟电路组成，系统框图如图1 所示；电源给整个电路供电，显示电路显示温度值，时钟电路为STC89C52供应时钟频率；传感器采纳美国DALLAS 半导体公司生产的一种智能温度传感器DS18B20，其测温范畴为-55 125，最高辨论率可达0.0625 ，完全符合设计要求；电源电路欢迎下载精品学习资源复位电路显示电路欢迎下载精品学习资源STC89C52控制器时钟电路DS18B20图 3 基于 STC89C52单片机的数字温度计系统框图欢迎下载精品学习资源步骤 2：程序设计1 程序流程图主程序的主

8、要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20 测量的当前温度值， 温度测试每1S 进行一次；这样可以在1S 之内测量一次被测温度，其程序流程图如图3 所示；读出温度子程序的主要功能是读出RAM 中的 9 字节，在读出时需进行CRC 校验，校验有错时不进行温度数据的改写，其程序流程图如图4 所示；初始化发 DS18B20 复位命令发跳过 ROM 命令调用显示子程序N发读取温度命令1S 到？读取操作， CRC校YY初次上电9 字节完？NCRC校验正？读出温度值温度运算处理显示数据刷新移入温度暂存器发温度转换开头命令终止图 4 主程序流程图图 5 读温度流程图温度转换命令子程序主要是发温度转

9、换开头命令，采纳12 位辨论率转换时间约为750ms；程序设计中采纳1s 显示程序延时等待转换的完成；运算温度子程序将RAM 中读欢迎下载精品学习资源取值进行 BCD 码地转换运算，并进行温度值正负的判定，显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高显示位为0 时将符号显示位移入下一位步骤 3：电路硬件设计及Proteus软件仿真图 6欢迎下载精品学习资源4、 设计结果及分析系统的性能调试以 1、主程序）为主；硬件调试比较简洁，第一检查电路的焊接是否正确，然后用万用表测试；软件调试可以先编写显示程序并进行硬件的正确性检验，然后分别进行主程序、从程序的编写和调试，由于DS

10、18B20 与单片机采纳串行数据传送，因此对 DS18B20进行编程时必需严格地保证读写时序，否就将无法读取测量结果；性能测试可用制作的温度计和已有的成品温度计来同时测量比较，由于DS18B20 精度较高，所以误差指标可以限制在0.1 C以内，另外， -55 C 至+125 C 的测温范畴使得该温度计完全适用于一般的应用场合，其低电压供电的特性可做成电池供电的手持电子温度计；5、 总结及心得体会三个星期的课程设计，从明白各个芯片的性能特点到合理设计硬件电路，从从数字温度计设计方案框图到编写相应的程序，从proteus仿真到模块焊接，再到系统性能调试；每一步都深深地体会到其中的不简洁；开头设计方

11、案时，必需熟识原件的特点，引脚的含义，这都靠自己翻阅书籍和上网查找；为后面的总体设计打好基础；编写程序必需与Proteus相结合，才能保证程序的精确性；模块焊接就是考查你的动手才能；这过程中，需要耐心，耐心，再耐心，细心，细心，再细心；最终的性能调试，不断发觉问题，然后解决问题；这次课程设计很好地全方位地培育了我们的才能，我们的专业学问，动手才能，独立工作才能与制造力，解决实际工程技术问题的才能，查阅图书资料、产品手册和各种工具书的才能，工程绘图的才能，书写技术报告和编制技术资料的才能；在专业学问与讨论方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础6、 对本设计过程及方法、手段的改进建

12、议依据设计，基于单片机的数字温度计由单片机掌握器，电源，显示电路，温度传感器，欢迎下载精品学习资源复位电路和时钟电路组成；制作简洁，测温范畴在-55 度到 100 度；依据情形，可以加入温度报警器，误差范畴掌握在0.1；这样会使这个设计应用更广，性价比更高；针对编写好的程序进行软件调试，在proteus软件中模拟，电路温度测试正常；证明系统程序编写正确；依据设计的电路图焊接实物；针对个各种芯片的引脚特点检查硬件焊接是否正确；性能调试过程中显现的问题及解决方案1） LED 数码管只显示初始温度，过程中温度无变化；检查DS18B20 温度传感器；发觉焊接电路显现问题，重新焊接；电路运行正常，温度计正确测量；2） LED数码管显示不全；检查LED数码管焊接电路；3）在 proteus模拟的电路图，在实际焊接时，并不行行；必需查找芯片对应的引脚功能， 再去焊线；7、 参考文献1 倪晓军 . 单片机原理与接口技术教程. 北京：清华高校出版社，20212 林立张俊亮单片机原理及应用北京：电子工业出版社，20213 李广弟 . 单片机基础 .北京：北京航空航天高校出版社，19944 姚年春向华 Protel99SE 基础教程 .北京 .人民名邮电出版社， 2021欢迎下载