2022高精度电子温度计的设计报告.docx

《2022高精度电子温度计的设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022高精度电子温度计的设计报告.docx（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、摘要进入二十一世纪后，电子信息产业迅猛发展，人们的生活发生天翻地覆的变 化。在这种背景下，电子温度计应运而生，温度检测精度、便携性和可靠性得到 极大的提高。此次课设论文所介绍的是自己动手制作的一个高精度数字温度计。本系统采用单片机作为温度计终端，利用基于计算机集中测量方案与基于总 线的分散测控方案，结合传感器数据采集技术开发电子温度计监测及控制系统。 它的主要组成部分有：单片机、键盘与LCD显示器电路、温度控制电路。它可以 实时的显示温度计的温度，实现对温度计温度的监测。该套系统主要包括温度计 温度监测模块、数据处理模块三部分，当预警系统监测到温度计温度达到预设的 报警温温度（安全温度上限）时

2、，发出声报警。利用单片机和温度传感器构成的 电子式智能温度计就可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，有直 观准确。关键词：温度计；温度；测控；报警图2.9 液晶显示LCD12864电子图102122一 Q , 虫靖15 2123。 47K3H9 112151 M =e 9SAVIMG组成的液晶显示器(LCD)的模块方案并与类型的图形点阵液晶显示模块， 无论硬件电路结构或显示程序更简洁，和这个模块的价格略低于相同的点阵图形 液晶模块。下图是显示原理图2. 10:图2. 10 LCD显示原理图本系统可以通过键盘来设置温度计温度报警信息，具有良好的人机交互功能。2. 3.2键盘电路设计本设

3、计采用单片机控制器处理，按键是采用行列式键盘。键盘是最常见的人 机接口设备，微机控制器通过键盘可以榆入各种操作指令和数据，单片机控制器 捕捉关键信息，与单片机控制器进行相应的处理。本设计中，我们采用4*4键盘 进行对电路的设定。4*4键盘的结构如图2. 11所示：5V5乙H _E+5V_C-KBDCLK KBCDAT/RPVXA VXKBDCLK KBCDAT/RPVXA VX图2. 11键盘示意图八Z.工。 A VUR5HC41S2. 3.3报警电路蜂鸣器报警原理比较简单，单片机对I0 口 P3.0和3. 1进行控制。报警信号 电路由单片机控制，该系统使用发光二极管和蜂鸣器报警，传感器检测闯

4、入时, 响应单片机蜂鸣器报警。当DS18B20检测到温度信号，经DS18B20处理，传给单 片机，单片机将P3.0和P3. 1 口输出低电平，蜂鸣器工作，LCD灯亮达到报警的 效果。报警电路如图2. 12:VCCH寸 89S5I融;DB3DB4CSRST9P1Q/TPOOP11/TP01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1P20INTOP21P22T1P23TOP24P25eaTvpP26P27XIX2RESETRXDTXDRDALE?PWRPSENXI 19 5q889s51987432IKDU LA WELASDA SCL 睥0P3.01P3.1

5、0 ALEOt1238，iiU图2. 12 蜂鸣器与单片机的接口电路图第3章 温度计测温控制系统的软件设计3.1汇编语言以及主程序图3.1.1 汇编语言汇编c语言是单片机编程语言的一种重要形式，也是最常用的在今天的单片 机开发人员程序开发的语言形式。汇编语言是一种替代机器语言的编程语言。汇 编语言的特点是每个指令助记符。并进行目标程序、检查修改程序中的错误，对 程序运行结果进行分析，直到正确为止。程序图设计根据系统硬件设计和电路原理，根据硬件连接和每个模块的特点和功能芯片 实现，初始化，主程序的流程是通过温度感应模块接收温度信息，然后传送到单 片机进行分析和监控。整体方案方框图如图3.1所示。

6、整个温度采集系统的流程 如图3. 1所示：10图3.1电子温度计主程序流程图3. 2子程序设计分析2.1蜂鸣器报警子程序首先是定义发光二极管及蜂鸣器数据，当数值为LCD和BELL数值为“0”时， 发光二极管亮、蜂鸣器响。可以使用一个晶体管驱动程序。报警程序设计如图 3.2所示。11图3.2报警程序流程图2.2系统显示子程序因为通过模数转换模块，使单片机的数据以16进制储存于寄存器当中，为 了让LED显示需要转换为BCD码。本次采用软件消抖，通过调用子程序延时来解 决，可以很好地解决单片机的抖动问题。驱动HD7279W 数据传输选择段、位码5m5mW2mLED闪烁 0; i) DQ = 0;da

7、t = 1;DQ = 1;从最高位开始读if (DQ)dat |= 0x80;De I ay (15);return (dat);/-jj 4_4_,d_1j-j dj 4_/*，T1*，T，*TDS18B20写一字节函数/ /，/ /void Wr iteOneChar(unsigned char dat)unsigned char i = 0;for (i = 8; i 0; i) DQ = 0;19DQ = dat&OxO1;DQ = dat&OxO1;从最低位开始写根据时许来写De I ay (5);DQ = 1;dat=1 ;数据右移一位数据右移一位/ /11 11 11/ /读取温

8、度函数4_|_, 4_1, 4_,_, _| _1- 4_1_/ 4_|_._, _, 4_, 4) 4_|., 4_,4_ 4_,4_|_ 4_1_,I4_, _1 4_/ 4_,_, _/ _, 4/ d_) ._,4_|_,/ /uns i gned i nt Read_Temperature (vo i d)EAR;lnit_18B20 ();Wr iteOneChar (OxCC);发送跳过ROM指令/发送存储器命令lnit_18B20();Wr iteOneChar (OxCC);Wr iteOneChar (OxBE);发送跳过ROM指令读暂寄存器命令Wr iteOneChar

9、(0x44);低八位/高八位将低八位，高八位合起来到一个a = ReadOneChar ();b = ReadOneChar ();value= (b8) |a;变量中return(vaIue);EA=1 ;)void InitTimerO(void)2016位定时器模式TMOD = 0x01;TH0 = 0xD8;TL0 = OxFO;EA = 0;ETO = 1;TRO = 0;/关掉所有的中断/ TO的中断/ TO不计时/d, 411 4 工，1 11 114J_,/*)| *T函数说明：主函数void main(void)(InitTimerOO ;whi le(1)主循环temper

10、ature=Read_Temperature ();temperature1=temperature&0x0fff;i f (temperature&OxfOOO) =0xf000)(FAN = 0;EA = 0;TRO =0;)e I sei f (temperaturel=0x0640)& (temperaturel0x0780)21EA = 1: TRO =1; if (0x0780XTAL1ranDQ 21Moi 9Q2JKD2XTAL22X3 9O4AD49QJ6M6RSTfO.?ADT,2 DM以21M口aleW4M12Ek26” misF1D3ORXD 1.1VTXD八2hjmn

11、TTF1.4F1SF3SH-1八6PIT.37/0123GND IO VOC图2.6DS18B20管脚图在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是VCC接外部电源， GND接地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD、 GND接地，I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O 线要接5KQ左右的上拉电阻.我们采用的是第一种连接方法，如图2.7所示：把DS18B20 的数据线与单片机的13管脚连接，再加上拉电阻。XC5L2POOP01P02P03黑P06P07P27P26P25P24P23P22P21P20a15 nC3 - AT8PS51

12、106RI 82K图2.7温度传感电路图DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。如主机控制 DS18B20完成温度转换这一过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：每 一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发 送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。2. 2. 2温度控制电路的设计VC5, 1“加热电风扇0123456 7 LP1P1P1P1P1P1P1P10123456 7 LP1P1P1P1P1P1P1P1ri roMvpXTAUXT.AL2 叵SET1。 Ti3029Q123T5Q77654311。 mpowp

13、opomP2P2P2P2P2P2P2P2图2.8 温度控制电路实际电路如图2. 8所示，通过键盘设定温度的上下限。把实际测量的温度和 设定的上下限进行比较，来控制P0.0、P0.1、P0.7端口的高低电平。把P0.0、 P0.1、P0. 7端口分别与三极管的基极连接来控制温度和报警。当测量的温度超 过了设定的最高温度，P2.2由高电平变成低电平，就相当于基极输入为“0”, 这时三极管导通推动小风扇和控制电路工作，反之，当基极输入为“1”时，三 极管不导通，报警器和控制电路都不工作。只要控制单片机的P0.0、P0. 1、P0. 7 口的高低电平就可以控制模拟电路的工作。2.3系统外围电路设计2. 3.1显示电路设计液晶显示采用LCD12864,这样就算是在不使用计算机的情况下，控制系统 系统也能正常运行，并且能具有直观的可视性。使用该模块模式灵活的界面和简 单和方便的操作指令，可以在中文构成了人机交互式图形界面。主要是通过键盘 显示电路，实现刹车片温度设置，速度和当前参数设置。