2022年数字式温度计的设计_课程设计 .pdf
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《2022年数字式温度计的设计_课程设计 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年数字式温度计的设计_课程设计 .pdf(24页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、数字式温度计地设计摘要 随着人们生活水平地不断提高,单片机控制无疑是人们追求地目标一,但人们对它地要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好地更方便地设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展.本设计所介绍地数字温度测量系统测温范围从-10到85,测量精度为 0.5度,并且采用 LED 显示.该设计控制器使用单片AT89C2051,测温传感器使用 DS18B20,用4位共阳极 LED 数码管实现温度显示,能准确达到以上要求. 关键词 数字式温度计 DS18B20 AT89C2051 数码管精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
2、- - - - -第 1 页,共 24 页The design of the digital thermometerAbstract With peoples living standard rises ceaselessly, undoubtedly SCM control is one of the goals of the peoples to pursue, but people demand more and more of it for modern job, scientific research, life, providing more convenient faciliti
3、es that needs microcontroller tech- nology developing from several of all towards digital control system, intelligent control direction. The design of the digital temperature measuring system measuring ranges from minus 10 degrees Celsius to 85 degrees Celsius, the measurement accuracy is 0.5 degree
4、s Celsius, and useing of LED direct reading . This design uses AT89C2051 as single-chip microcomputer controller,as temperature sensor DS18B20, and a total of 4 cathode tube to realize LED digital temperature display.So it can exactly reach the requirements. KeyWords Digital thermometer DS18B20 AT89
5、C2051 Digital tube精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页目录引言 . 1第 1 章 总体方案设计 . 21.1 温度测量系统设计方案. 21.2 显示部分设计方案 . 21.3 总体设计框图 . 2第 2 章 系统硬件电路设计 . 22.1 单片机模块 . 32.1.1 AT89C2051功能及特性 . 32.1.2 单片机模块功能 . 42.2 温度采集部分硬件 . 62.2.1 温度传感器 DS18B20 . 62.2.2 DS18B20温度传感器与单片机地接口电路 . 72.3 显示部分电路设计
6、 . 92.4 设计实物图 . 10第 3 章 系统软件部分设计 . 113.1 主程序 . 113.2 读出温度子程序 . 123.3 温度转换命令子程序 . 123.4 计算温度子程序 . 133.5 显示数据刷新子程序 . 133.6 程序代码 . 14总结 . 18致 谢. 19参考文献 . 19附录 电路图 . 20精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页引言十七世纪是温度计诞生和发展地最初阶段,这个物理仪器几乎比任何其他仪器都得到更广泛地应用,现代地历史研究认为最早发明温度计地科学家是伽利略,他于1592 年
7、发明了最早地气体温度计,最早地液体温度计是荷兰科学家华伦海特制造出来 .温度是科学技术中最基本地物理量之一,物理、化学、生物等学科都离不开温度 .在工业生产和实验研究中,像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内,温度常常是表征对象和过程状态地最重要地参数之一 .比如,发电厂锅炉地温度必须控制在一定地范围之内;许多化学反应地工艺过程必须在适当地温度下才能正常进行;炼油过程中,原油必须在不同地温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品.没有合适地温度环境,许多电子设备就不能正常工作,粮仓地储粮就会变质霉烂,酒类地品质就没有保障.因此,各行各业对温度控制地
8、要求都越来越高.可见,温度地测量和控制是非常重要地.单片机在电子产品中地应用已经越来越广泛,在很多地电子产品中也用到了温度检测和温度控制 .随着温度控制器应用范围地日益广泛和多样,各种适用于不同场合地智能温度控制器应运而生,因此研究温度地测量方法和装置具有重要意义 .温度测量在工业、农业、国防等行业有着广泛地应用,而且随着科学技术地发展对温度测量地应用范围愈来愈广.利用单片机技术地温度测控系统以其体积小,可靠性高而被广泛采用.本设计所介绍地数字温度计与传统地温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确地场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单
9、片机AT89C2051,测温传感器使用 DS18B20,用 4 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据 ,实现温度显示 ,能准确达到以上要求 .精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页第 1 章 总体方案设计通 过 本 次 课 题 设 计 , 应 用 单 片 机 原 理 及 应 用 等 所 学 相 关 知 识 及 查 阅 资 料 , 完 成 数 字 温 度 计 地 设 计 , 以 达 到 理 论 与 实 践 更 好 地 结 合 、 进 一 步 提 高 综合 运 用 所 学 知 识 和 设 计 地 能 力 地 目 地 .
10、通 过 本 次 设 计 地 训 练 , 可 以 使 我 们 在 基 本 思 路 和 基 本 方 法 上 对 基 于 MCS-51 单 片 机 地 嵌 入 式 系 统 设 计 有 一 个 比 较 感 性 地 认 识 , 并 具 备 一 定 程 度 地 设 计 能 力 .1.1 温度测量系统设计方案在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以可以采用一只温度传感器 DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求 .1.2 显示部分设计方案显示部分采用数码管直读显示,此方案地最大优点就是成本较低,缺点是电路相对复杂,需要驱动电路,在软件上也需要做出处理.但是此方
11、案完全可以满足本报警系统地功能和要求,软件处理上也不是特别地复杂,驱动电路也相对简单.1.3 总体设计框图整个系统由测温电路、主控制器、驱动电路和数码管四个模块组成.图 1-1 总体设计框图第 2 章 系统硬件电路设计系统整体硬件电路包括单片机控制器、温度采集部分硬件和显示部分.本设DS18B20 1 AT89C2051 主控制器HC244 三极管段选位选LED数码管显示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页计采用 AT89C2051 为控制器、 DS18B20 为温度传感器与单片机地接口电路以及 LED 数码显示管
12、.2.1 单片机模块AT89C2051 主要特点是采用Flash 存储器技术,降低了制造成本,其软件、硬件与 DS18B20完全兼容 .AT89C2051片内含有 2K 字节地 Flash程序存储器,128 字节地片内 RAM. 允许工作地时钟为024MHz.AT89C2051 不允许构造外部总线来扩充程序 /数据存储器,所以它不需要ALE、PSEN、RA、WR 一类地引脚 .AT89C2051共有 20 个引脚,体积小巧易于操作.引脚图及内部结构图如下:图 2-1 2051 单片机引脚图及内部结构框图2.1.1 AT89C2051 功能及特性1.串口P1口共 8 脚,准双向端口 .P3.0P
13、3.6共 7 脚,准双向端口,并且保留了全部地 P3 地第二功能,如P3.0、P3.1 地串行通讯功能, P3.2、P3.3地中断输入CPU时钟电路并行接口定时/ 计数器RAMROM串行接口中断系统P0P3P2P1TxDRxDINT0INT1T0T1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页功能,P3.4、P3.5地定时器输入功能 .在引脚地驱动能力上面, 89C2051具有很强地下拉能力, P1,P3口地下拉能力均可达到20mA.89C2051 驱动能力地增强,使得它可以直接驱动LED 数码管.为了增加对模拟量地输入功能
14、,AT89C2051在内部构造了一个模拟信号比较器,其输入端连到P1.0 和 P1.1 口,比较结果存入 P3.6 对应寄存器,对于一些不大复杂地控制电路我们就可以增加少量元件来实现 .2.电源AT89C2051 有很宽地工作电源电压,可为2.76V,当工作在3V 时,电流相当于 6V 工作时地 1/4.工作于 12Hz 时,动态电流为5.5mA,空闲态为 1mA,掉电态仅为 20nA.这样小地功耗很适合于电池供电地小型控制系统.3.存储器AT89C2051 片内含有 2k 字节地 Flash程序存储器, 128 字节地片内 RAM.由于 2051 内部设计全静态工作,所以允许工作地时钟为02
15、0MHz,也就是说,允许在低速工作时,不破坏RAM 内容.相比之下,一般8031 对最低工作时钟限制为 3.5MHz,因为其内部地 RAM 是动态刷新地 .4.内部 I/O 控制89C2051在内部 I/O 口为 5 路 2 级优待中断, 2 路定时器 /计数器 .2.1.2单片机模块功能该模块由以下几个部分组成:1.复位电路:为确保微机系统中电路稳定可靠工作,复位电路是必不可少地一部分,复位电路地第一功能是上电复位.一般微机电路正常工作需要供电电源为 5V5%,即 4.755.25V.由于微机电路是时序数字电路,它需要稳定地时钟信号,因此在电源上电时,只有当VCC 超过 4.75V 低于 5
16、.25V 以及晶体振荡器 稳定工作时,复位信号才被撤除,微机电路开始正常工作.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页图 2-1 复位电路目前为止,单片机复位电路主要有四种类型:(1) 微分型复位电路;(2) 积分型复位电路;(3) 比较器型复位电路;(4) 看门狗型复位电路 .2.振荡电路:晶振是晶体振荡器地简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容地二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率地高低分其中较低地频率是串联谐振,较高地频率是并联谐振.由于晶体自身地特性致使这两个频率地距离相当地接近
17、,在这个极窄地频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振地两端并联上合适地电容它就会组成并联谐振电路 .这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感地频率范围很窄,所以即使其他元件地参数变化很大,这个振荡器地频率也不会有很大地变化,震荡电路地电路图如图2-2所示.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页图2-2 晶振电路晶振有一个重要地参数,那就是负载电容值,选择与负载电容值相等地并联电容,就可以得到晶振标称地谐振频率. 一般地晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器
18、)地两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振地两端,每个电容地另一端再接到地,这两个电容串联地容量值就应该等于负载电容,请注意一般IC 地引脚都有等效输入电容,这个不能忽略.2.2 温度采集部分硬件2.2.1 温度传感器 DS18B20DS18B20 温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出地一种改进型智能温度传感器,与传统地热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单地编程实现9-12 位地数字值读数方式 . DS18B20地性能特点如下:1.独特地单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;2.多个 DS18B20可以并联在惟一地三线上,实现多点组网功能;3.无须外
19、部器件;4.可通过数据线供电,电压范围为3.05.5;5.零待机功耗;6.温度以 9或 12位数字;7.用户可定义报警设置;8.报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)地器件;9.负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作. DS18B20 采用 3 脚 PR35封装或 8 脚 SOIC 封装,其内部结构框图如图2-3所示:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页图 2-3 DS18B20内部结构64 位 ROM 地结构开始 8 位是产品类型地编号,接着是每个器件地惟一地序号,共有4
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年数字式温度计的设计_课程设计 2022 数字式 温度计 设计 课程设计
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内