电子温度计的设计bygi.docx

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1、摘 要随着时代代的进步步和发展展，单片片机技术术已经普普及到我我们生活活，工作作，科研研，各个个领域，已已经成为为一种比比较成熟熟的技术术。单片片机控制制无疑是是人们追追求的目目标之一一，它所所给人带带来的方方便也是是不可否否定的，其其中数字字温度计计就是一一个典型型的例子子，但人人们对它它的要求求越来越越高，要要为现代代人工作作、科研研、生活活、提供供更好的的更方便便的设施施就需要要从数单单片机技技术入手手，一切切向着数数字化控控制，智智能化控控制方向向发展。本设计所所介绍的的数字温温度计与与传统的的温度计计相比，具具有读数数方便，测测温范围围广，测测温准确确，其输输出温度度采用数数字显示示

2、，主要要用于对对测温比比较准确确的场所所，或科科研实验验室使用用，该设设计控制制器使用用单片机机AT889C220511，测温温传感器器使用DDS188B200，用44位共阳阳极LEED数码码管以串串口传送送数据,实现温温度显示示,能准准确达到到以上要要求。关键词：单片机机数字控控制温度度计目 录摘要I1. 总总体设计计方案111.1 功能要要求11.2 方案论论证11.2.1 方方案一111.2.2 方方案二112. 硬硬件设计计22.1 整体设设计22.2 模块设设计22.2.1 单单片机最最小系统统22.2.2 显显示电路路32.2.3 温温度传感感器42.2.4 报报警温度度调整按按键

3、52.2.5 报报警部分分63. 软软件设计计73.1 主程序序73.2 温度子子程序884. 心心得总结结9附录1 电路总总图100附录2 源程序序11参考文献献19311. 总总体设计计方案1.1 功能要要求基本范范围-550-1110精度误误差小于于0.55LEDD数码直直读显示示1.2 方案论论证1.2.1 方方案一由于本设设计是测测温电路路，可以以使用热热敏电阻阻之类的的器件利利用其感感温效应应，在将将随被测测温度变变化的电电压或电电流采集集过来，进进行A/D转换换后，就就可以用用单片机机进行数数据的处处理，在在显示电电路上，就就可以将将被测温温度显示示出来，这这种设计计需要用用到A

4、/D转换换电路，感感温电路路比较麻麻烦。1.2.2方案案二进而考虑虑到用温温度传感感器，在在单片机机电路设设计中，大大多都是是使用传传感器，所所以这是是非常容容易想到到的，所所以可以以采用一一只温度度传感器器DS118B220，此此传感器器，可以以很容易易直接读读取被测测温度值值，进行行转换，就就可以满满足设计计要求。从以上两两种方案案，很容容易看出出，采用用方案二二，电路路比较简简单，软软件设计计也比较较简单，故故采用了了方案二二。2.硬件件设计2.1整整体设计计按照系统统设计功功能的要要求，确确定系统统由4个模块块组成：温度检检测部分分、按键控控制部分分、报警警部分和和显示电电路。温温度计

5、电电路设计计总体设设计方框框图如图图2.1所示：温度检测部分按键部分AT89C2051单片机控制器报警部分LED显示部分扫描驱动电路图2.11总体体设计方方框图2.2模模块设计计系统由单单片机最最小系统统、显示示电路、按按键部分分、温度度传感器器等组成成，下面面我就各各个模块块进行逐逐个介绍绍：2.2.1单片片机最小小系统单片机AATC889C220511具有低低电压供供电和体体积小等等特点，四四个端口口只需要要两个口口就能满满足电路路系统的的设计需需要，很很适合便便携手持持式产品品的设计计使用系系统可用用二节电电池供电电。晶振振采用111.005922MHZZ。复位位电路采采用上电电加按钮钮

6、复位。单片机最小系统的硬件连接如图2.2所示：图2.22单片机机最小系系统2.2.2显示电电路显示电路路采用44 位共共阳极LEDD 数码码管，PP0 口口由上拉拉电阻提提高驱动动能力，作作为段码码输出并并作为数数码管的的驱动。P2 口的低四位作为数码管的位选端。采用动态扫描的方式显示。具体的硬件连接如图2.3所示：图2.33 显示示电路2.2.3温度度传感器器DS188B200 温度度传感器器是美国国DALLLASS 半导导体公司司最新推推出的一一种改进进型智能能温度传传感器，与与传统的的热敏电电阻等测测温元件件相比，它它能直接接读出被被测温度度，并且且可根据据实际要要求通过过简单的的编程实

7、实现位位的数字字值读数数方式。DS18B20 的性能特点如下：1、独特特的单线线接口仅仅需要一一个端口口引脚进进行通信信；2、多个个DS118B220 可可以并联联在惟一一的三线线上，实实现多点点组网功功能3、无须须外部器器件；4、可通通过数据据线供电电，电压压范围为为3.005.5；5、零待待机功耗耗；6、温度度以或或位位数字；7、用户户可定义义报警设设置；8、报警警搜索命命令识别别并标志志超过程程序限定定温度（温温度报警警条件）的的器件；9、负电电压特性性，电源源极性接接反时，温温度计不不会因发发热而烧烧毁，但但不能正正常工作作；DS188B200 可以以采用两两种方式式供电，一一种是采采

8、用电源源供电方方式，此此时DSS18BB20 的1 脚接接地，22 脚作作为信号号线，33 脚接接电源。为保证在在有效的的DS118B220 时时钟周期期内提供供足够的的电流，可可用一个个MOSSFETT 管来来完成对对总线的的上拉。当当DS118B220 处处于写存存储器操操作和温温度A/D 转转换操作作时，总总线上必必须有强强的上拉拉，上拉拉开启时时间最大大为100us。采采用寄生生电源供供电方式式时VDDD 端端接地。由由于单线线制只有有一根线线，因此此发送接接口必须须是三态态的。其其硬件连连接如图图2.4所所示：图2.44温度传传感器电电路2.2.4报警温温度调整整按键本系统设设计三个

9、个按键，采采用查询询方式，一一个用于于选择切切换设置置报警温温度和当当前温度度，另外外两个分分别用于于设置报报警温度度的加和和减。均均采用软软件消抖抖。硬件件连接如如图2.5所示：图2.55按键电电路2.2.5报警警部分本系统提提供蜂鸣鸣器、发发光二极极管电路路，当温温度超过过设置警警戒温度度时，声声光报警警。具体体的硬件件连接如如图2.6所示：图2.66 声光光报警电电路3.软件件设计系统程序序主要包包括主程程序，读读出温度度子程序序，温度度转换命命令子程程序，计计算温度度子程序序，显示示数据刷刷新子程程序等。3.1主主程序主程序的的主要功功能是负负责温度度的实时时显示、读读出并处处理DSS

10、18BB20的的测量的的当前温温度值，温温度测量量每1ss进行一一次。这这样可以以在一秒秒之内测测量一次次被测温温度，其其程序流流程见图图3.1所示。初始化读取温度读取温度值，计算处理显示数据刷新温度转换调用显示子程序设置报警温度有键按下？NY图3.11 主程程序流程程图3.2温温度子程程序读出温度度子程序序的主要要功能是是读出RRAM中中的9字字节，在在读出时时需进行行CRCC校验，校校验有错错时不进进行温度度数据的的改写。其其程序流流程图如如图3.2所示：初始化DS18B20跳过ROM读取温度读取操作，CRC校验移入温度暂存器9字节完？CRC校验正确？结束NNYY图3.22 温度度转化程程

11、序流程程图4. 心心得总结结本次课程程设计即即将进入入尾声，回回想这几几个周来来的电子子设计制制作经历历，我感感触甚是是深刻。通过本次课程设计，使我对电子设计及制作产生了较为浓厚的兴趣，这不仅加强了自己对理论知识的理解和巩固，还能提高自己的动手能力，可以说受益匪浅。当然更重要的是，激起了我学好单片机的斗志。通过查资资料、绘绘制电路路图、焊焊接电路路以及电电路板的的调试，使使我们更更加了解解了图书书馆、互互联网的的作用，让让我们熟熟悉了电电路板的的构造特特点，也也使我们们了解了了单片机机AT889C220511和温度度传感器器DS118B220的工工作原理理及引脚脚图，最最重要的的是锻炼炼了我们

12、们自学的的能力。在学习之之余我们们还增强强了我们们的团队队合作精精神。还让我明明白了那那句：“只为成成功找原原因，不不为失败败找借口口。”的涵义义。我们们在调试试过程中中虽然遇遇到了不不少问题题，但是是在老师师的帮助助和我们们不懈努努力下总总结了失失败的原原因，最最终成功功调试出出实验结结果。从这一次次制作过过程的心心得体会会当中，我我意识到到在以后后的设计计中我还还需要做做到再细细心、再再耐心、再再专心。回回想从制制作开始始到结束束，没有有哪一步步不是注注入了自自己的心心血，心心情就激激动不已已，此次次课程设设计必将将让自己己的理论论水平和和实践能能力上升升到一个个新的台台阶，同同时也让让自

13、己认认识到实实践的重重要性。附录1 电路总总图附录2 源程序程序源代代码#inccludde regg51.h#inccludde inttrinns.hh /_nnop_();延时函函数用#deffinee dmm P00 /段码输输出口#deffinee uccharr unnsiggnedd chhar#deffinee uiint unssignned inttsbitt DQQ=P227; /温度输输入口sbitt w00=P220; /数码管管4sbitt w11=P221; /数码管管3sbitt w22=P222; /数码管管2sbitt w33=P223; /数码管管1sbi

14、tt beeep=P17; /蜂蜂鸣器和和指示灯灯sbitt seet=PP266; /温度度设置切切换键sbitt addd=PP244; /温度度加sbitt deec=PP255; /温度度减int temmp1=0; /显显示当前前温度和和设置温温度的标标志位为为0 时时显示当当前温度度uintt h;uintt teemp;uchaar rr;uchaar hhighh=355,loow=220;uchaar ssignn;uchaar qq=0;uchaar ttt=00;uchaar sscalle;/*温度小小数部分分用查表表法*/uchaarcoodedditaab116=0

15、xx00,0x001,00x011,0xx02,0x003,00x033,0xx04,0x004,00x055,0xx06,0x006,00x077,0xx08,0x008,00x099,0xx09;/小数段段码表uchaar ccodee taablee_dmm133=0x003,00x9ff,0xx25,0x00d,00x999,0xx49,0x441,00x1ff,0xx01,0x009,00xfff,0xxfd,0x000;/共阳阳LEDD 段码码表00 1 2 33 4 5 66 7 8 99 不亮 - 全全亮uchaar ccodee taablee_dmm1=00xbff,0xx

16、86,0xddb,00xcff,0xxe6,0xeed,00xfdd,0xx87,0xfff,00xeff; /个个位带小小数点的的段码表uchaar ddataa teemp_datta22=0x000,00x000; /读读出温度度暂放uchaar ddataa diispllay5=0xx00,0x000,00x000,0xx00,0x000; /显示单单元数据据，共44 个数数据和一一个运算算暂用/*111uss 延时时函数*/voidd deelayy(uiint t)for (;tt0;t-);voidd sccan()int j;for(j=00;j0;ii-)DQ=11;_nn

17、op_();_noop_(); /从从高拉倒倒低DQ=00;_nnop_();_noop_();_nopp_();_nnop_(); /5 uusDQ=vval&0x001; /最最低位移移出delaay(66); /666 uusval=vall/2; /右移11 位DQ=11;delaay(11);/*DSS18BB20 读1 字节函函数*/从总总线上取取1 个个字节uchaar rreadd_byyte(voiid)uchaar ii;uchaar vvaluue=00;for(i=88;i0;ii-)DQ=11;_nnop_();_noop_();valuue=1;DQ=00;_nno

18、p_();_noop_();_nopp_();_nnop_(); /4 uusDQ=11;_nnop_();_noop_();_nopp_();_nnop_(); /4 uusif(DDQ)vvaluue|=0x880;delaay(66); /666 uusDQ=11;retuurn(vallue);/*读读出温度度函数*/readd_teemp()ow_rreseet(); /总线线复位delaay(2200);writte_bbytee(0xxcc); /发命命令writte_bbytee(0xx44); /发转转换命令令ow_rreseet();delaay(11);writte_bb

19、ytee(0xxcc); /发命命令writte_bbytee(0xxbe);tempp_daata0=reaad_bbytee(); /读温度度值的第第字节tempp_daata1=reaad_bbytee(); /读温度度值的高高字节tempp=teemp_datta11;tempp63448) / 温度值值正负判判断temm=6555366-teem;nn=1; / 负负温度求求补码,标志位位置1dispplayy4=teem&00x0ff; / 取取小数部部分的值值dispplayy0=diitabbdiispllay4; / 存存入小数数部分显显示值dispplayy4=teem4;

20、 / 取中间间八位,即整数数部分的的值dispplayy3=diispllay4/1000; / 取取百位数数据暂存存dispplayy1=diispllay4%1000; / 取取后两位位数据暂暂存dispplayy2=diispllay1/10; / 取十十位数据据暂存dispplayy1=diispllay1%10; /个位数数据r=diispllay1+dissplaay22*110+ddispplayy3*1000;/符号号位显示示判断/if(!dissplaay33)dispplayy3=0xx0a; /最高位位为0 时不显显示if(!dissplaay22)dispplayy2=

21、0xx0a; /次高位位为0 时不显显示if(nn)ddispplayy3=0xx0b; /负温温度时最最高位显显示-voidd BEEEP()if(r=higgh&r1129)|rr1228)horll=2556-hhorll;n=1;dispplayy3=hoorl/1000;dispplayy3=diispllay3&0x00f;dispplayy2=hoorl%1000/100;dispplayy1=hoorl%10;dispplayy0=0;if(!dissplaay33)dispplayy3=0xx0a; /最高位位为0 时不显显示if(!dissplaay22)dispplayy

22、2=0xx0a; /次高位位为0 时不显显示if(nn)dispplayy3=0xx0b; /负温度度时最高高位显示示-/*按键键查询程程序*/voidd keeysccan()int temmp1; /最高温温度和最最低温度度标志位位if(sset=0)whille(11)delaay(5500);/消抖if(sset=0)tempp1+;whille(!sett)scann();if(ttempp1=1)xiannshii(hiigh);scann();if(aadd=0)whille(!addd)scann();highh+=11;if(ddec=0)whille(!decc)scann

23、();highh-=11;if(ttempp1=2)xiannshii(loow);if(aadd=0)whille(!addd)scann();low+=1;if(ddec=0)whille(!decc)scann();low-=1;scann();if(ttempp1=3)tempp1=00;breaak;/*主函函数*/voidd maain()dm=00x000; /初始始化端口口w0=00;w1=00;w2=00;w3=00;for(h=00;h4;hh+) /开机显显示000000dispplayyh=0;ow_rreseet(); /开机机先转换换一次writte_bbytee(

24、0xxcc); /Skkip ROMMwritte_bbytee(0xx44); /发转转换命令令for(h=00;h1000;h+) /开开机显示示00000scann();whille(11)if (temmp1=0)workk_teemp(reaad_ttempp(); /处理理温度数数据BEEPP();scann(); /显示温温度值keysscann();elseekeysscann();/*结束*/参考文献献1 阎石.数字电电子技术术基础.高等教教育出版版社，2200662 王卫东东.模拟拟电子电电路基础础M.西安安：西安安电子科科技大学学出版社社，200033 曹丙霞霞，赵艳艳华.PROOTELL 999SE原原理图与与PCBB设计.电子工工业出版版社，2200774 李群芳芳，张士士军，黄黄建.单单片机微微型计算算机与接接口技术术.电子子工业出出版社，2200885 赵世强强.电子子电路EEDA技技术MM.西西安：西西安电子子科技大大学出版版社，2200006 郭天祥祥.新概概念511单片机机C语言言教程.电子工工业出版版社，220099