数字式温度计的设计毕业设计
毕业设计----多功能数字温度计的设计与制作

毕业设计(论文)《多功能数字温度计的设计与制作》专业(系)车辆电子班级学生姓名指导老师完成日期 2009. 11. 16毕业设计任务书一、课题名称:多功能数字温度计的设计与制作二、指导教师:三、设计内容与要求1 课题概述1)温度是科学技术中最基本的物理量之一,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,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。
传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。
因此提出一种新型的数字式温度测量电路的设计方案,该方案集成了基于AT89S51的两位数码管显示温度测量电路和通过编程的方式来实现实时时钟的显示、修改、定时闹铃等功能的时钟电路2 设计内容与要求设计内容:1)温度测量:能够实时显示当前的环境温度2)时钟功能:能够作为时钟使用,显示当前时间3)闹钟功能:能够在设定时间时钟时,作为闹铃发生4)时钟设置功能:能够设定时钟,修改当前时间5)电源电池或直流稳压电源输入:稳压至9V供电6)完成控制器的原理图和PCB板图的设计和制作7)完成软件程序的编写与调试8)对整机的调试,完成指定功能设计要求:1)原理图规范2)PCB板图规范、布局合理3)电路板制作工整、美观4)软件流程图标准5)程序采用结构化设计、可读性强3、设计参考书电力电子技术与应用高等教育出版社电机控制技术北京航空航天大学出版社模拟电子技术高等教育出版社数字电子技术高等教育出版社单片机C语言程序设计北京航空航天大学出版社单片机原理及应用中南大学出版社传感器与检测技术高等教育出版社4、设计说明书要求(小四、宋体)(一)封面(二)任务书(三)中文摘要(四)外文摘要(五)目录(六)正文(绪论、正文主体、结论)(七)参考文献(八)致谢(九)附录5、毕业设计进程安排序号内容要求完成时间1师生见面,下发毕业设计任务书、布置毕业设计------- 2011.6.282 前期准备完成毕业设计相关资料的收集、设计方案的确定假期3 元件选型参数、型号、数量2011.9.154 控制板原理图设计------- 2011.9.305 控制板PCB板设计与制作------- 2011.10.146 软件程序编写调试------- 2011.10.317 整机调试完成批定功能2011.11.108 毕业设计任务书编写毕业设计说明书在规定时间前上交指导教师处2011.11.259 毕业答辩及成绩评定------- 2011年12月6、毕业设计答辩及论文要求(小四、宋体)1毕业设计答辩要求答辩前三天,每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅,由指导教师写出审阅意见。
毕业设计数字温度计论文

(毕业设计)数字温度计论文————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:数字温度计的设计摘要温度是一种最基本的环境参数,人们生活与环境温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在工业生产中也离不开温度的测量,因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。
本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件,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设计。
硬件电路主要包括主控制器,测温控制电路和显示电路等,主控制器采用单片机A T89C52,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,ULN2803A为驱动的动态扫描直读显示。
测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成,当实际测量温度值大于预置温度值时,发出报警信号,即发光二极管亮。
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开发,具有很好的发展前景。
此外,还介绍了系统的调试和性能分析。
关键词:显示电路,单片机,AT89C52,温度传感器,DS18B20 ,单总线The Design of DS18B20 Digit ThermometerABSTRACTTemperature is a basic parameters of the environment, people's lives and the environment are closely related to temperature. in the course of industrial production immediate need for temperature measurement in industrial production has to do with temperature measurement, The study of the temperature measurement and control is of great significance.The paper introduced one kind new digital thermometer that take the Micro Controller Unit as the primary control component and take DS18B20 as the temperature sensor. Mainly included the design of the hardware electric circuit and the design of the system program .The hardware electric circuit mainly included the master controller, the temperature measured electric circuit and the display circuit and so on, the master controller used Micro Controller Unit AT89C52, the temperature sensor used DS18B20 which the American DALLAS semiconductor company produces, the display circuit used 8 altogether anodes LED numerical code tube by the dynamic scanning method straight to read the demonstration.ULN2803A-driven dynamic scan showed straight time. Temperature control circuit from temperature sensors and preset temperature value compared alarm circuit components, When measured temperature greater than preset temperature value, issued warning signal that the bright light emitting diodes. The system program mainly included the master routine, the temperature subroutine, the data renovates subroutine and so on. DS18B20 is a digital temperature sensor of single bus .It is producted by DALLAS cooperation . DS18B20 assembles temperature measure and A /D converter, exports digital signal directly, operation easily, better precise, protecting disturb, running steably and so on.Because used the advanced version intelligence temperature sensor DS18B20 as the examine part, compared with the traditional thermometer,Ithis digital thermometer reduced the exterior hardware electric circuit, h as characteristic that the low cost and was easy to use. The DS18B20 th ermometer also may used to the high temperature warning, the long-distance range multi- spots temperature measured aspect and so on temperature co ntrol carries on the application development, has the very good prospects for development. In addition, introduced the system debugging and the p erformance analysis.KEY WORDS:Display Circuit, Microcontroller Unit , AT89C52,Temperature Sensor, DS18B20,1-Wire目录前言 0II第1章设计任务及方案分析 (1)§1.1 设计任务及要求 (1)§1.2 设计总体方案及方案论证 (1)§1.3 温度测量的方案与分析 (1)§1.3.1 芯片选择 (1)§1.3.2 实现方法简介 (2)§1.3.3 测温流程图 (2)第2章芯片功能简介 (2)§2.1 AT89C52的功能简介 (3)§2.1.1 AT89C52芯片简介 (3)§2.1.2 引脚功能说明 (3)§2.2 DS18B20的功能简介 (6)§2.2.1 芯片简介 (6)§2.2.2 DS18B20外形和内部结构 (7)§2.2.3 DS18B20的工作时序 (9)§2.2.4 DS18B20与单片机的典型接口设计 (11)§2.2.5 DS18B20的各个ROM命令 (11)第3章系统硬件电路的设计 (13)§3.1 主控制电路和测温控制电路原理图 (13)§3.2 驱动电路模块原理图 (14)§3.3 显示模块原理图 (15)第4章软件编程调试及性能分析 (16)§4.1 主程序流程图 (16)§4.2 主程序 (17)§4.3 温度子程序 (20)§4.3.1 DS18B20复位子程序 (20)§4.3.2 读DS18B20子程序 (22)§4.3.3 写DS18B20子程序 (23)§4.3.4 比较报警子程序 (25)§4.3.5 按键子程序 (25)III§4.4 显示子程序 (26)§4.5 调试性能分析和注意事项 (28)§4.5.1 调试性能分析 (28)§4.5.2 DS18B20使用中的注意事项 (28)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)IV前言日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制,在冶金、食品加工、化工等工业生产过程中,广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等,都要求对温度进行严格控制。
(完整版)数字温度计论文毕业设计论文

数字温度计的设计摘要温度是一种最基本的环境参数,人们生活与环境温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在工业生产中也离不开温度的测量,因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。
本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件,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设计。
硬件电路主要包括主控制器,测温控制电路和显示电路等,主控制器采用单片机AT89C52,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,ULN2803A为驱动的动态扫描直读显示。
测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成,当实际测量温度值大于预置温度值时,发出报警信号,即发光二极管亮。
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开发,具有很好的发展前景。
此外,还介绍了系统的调试和性能分析。
关键词:显示电路,单片机,AT89C52,温度传感器,DS18B2 0 ,单总线The Design of DS18B20 Digit ThermometerABSTRACTTemperature is a basic parameters of the environment, people's lives and the environment are closely related to temperature. in the course of industrial production immediate need for temperature measurement in industrial production of the of the system program .The , the master controller used Micro Controller Unit AT89C52, the temperature sensor used DS18B20 which the American DALLAS semiconductor company produces, the display circuit used 8 altogetheranodes LED numerical code tube by the dynamic scanning method straight to read the demonstration.ULN2803A-driven dynamic scan showed straight time. Temperature control circuit from temperature sensors and preset temperature value compared alarm circuit components, When measured temperature greater than preset temperature value, issued warning signal that the bright light emitting diodes. The system program mainly included the master routine, the temperature subroutine, the data renovates subroutine and so on. DS18B20 is a digital temperature sensor of single bus .It is producted by DALLAS cooperation . DS18B20 assembles temperature measure and A D converter, exports digital signal directly, operation easily, better precise, protecting disturb, running steably and so on.Because used the advanced version intelligence tem perature sensor DS18B20 as the examine part, compared with the traditional thermometer, this digital thermometer reduced the exterior temperature control carries on the application development, addition, introduced the system debugging and the performance analysis.KEY WORDS: Display Circuit, Microcontroller Unit , AT 89C52,Temperature Sensor, DS18B20,1-Wire目录前言................................................................................................第1章设计任务及方案分析...........................................................§1.1 设计任务及要求................................................................§1.2 设计总体方案及方案论证................................................§1.3 温度测量的方案与分析....................................................§1.3.1 芯片选择...................................................................§1.3.2 实现方法简介...........................................................§1.3.3 测温流程图...............................................................第2章芯片功能简介 ......................................................................§2.1 AT89C52的功能简介........................................................§2.1.1 AT89C52芯片简介 ...................................................§2.1.2 引脚功能说明...........................................................§2.2 DS18B20的功能简介 ........................................................§2.2.1 芯片简介...................................................................§2.2.2 DS18B20外形和内部结构........................................§2.2.3 DS18B20的工作时序 (1)§2.2.4 DS18B20与单片机的典型接口设计 (1)§2.2.5 DS18B20的各个ROM命令 (1)第3章系统硬件电路的设计 (1)§3.1 主控制电路和测温控制电路原理图 (1)§3.2 驱动电路模块原理图 (1)§3.3 显示模块原理图 (1)第4章软件编程调试及性能分析 (1)§4.1 主程序流程图 (1)§4.2 主程序 (1)§4.3 温度子程序 (2)§4.3.1 DS18B20复位子程序 (2)§4.3.2 读DS18B20子程序 (2)§4.3.3 写DS18B20子程序 (2)§4.3.4 比较报警子程序 (2)§4.3.5 按键子程序 (2)§4.4 显示子程序 (2)§4.5 调试性能分析和注意事项 (2)§4.5.1 调试性能分析 (2)§4.5.2 DS18B20使用中的注意事项 (3)结论 (3)参考文献 (3)致谢 (3)附录 (3)前言日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制,在冶金、食品加工、化工等工业生产过程中,广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等,都要求对温度进行严格控制。
数字温度计的设计毕业论文 36

毕业设计(论文)课题: 数显温度计的设计学生: 李阳系部:电子信息系 班级: 电信094 学号: 2009000825 指导教师: 冯 静装订交卷日期:数字温度计的设计郑重申明本人呈交的毕业实习报告(设计),是在导师的指导下,独立进行实习和研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本毕业实习报告(设计)的成果不包含他人享有著作权的内容。
对本毕业实习报告(设计)所涉及的实习和研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。
本毕业实习报告(设计)的知识产权归属于作者与培养单位。
学生签名; 李阳日期2012.03【摘要】本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,就是用单片机实现温度测量,传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器,但热敏电阻的可靠性差,测量温度准确率低,而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。
本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于AT89S52单片机的数字温度计的设计用LCD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,可以用于温度等非电信号的测量,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。
【关键词】关键词1温度计;关键词2单片机;关键词3数字控制;关键词4DS1620ﻩ目录第一章绪论ﻩ错误!未定义书签。
1.1 前言...................................... 错误!未定义书签。
1.2 数字温度计设计方案......................... 错误!未定义书签。
1.3 总体设计框图.............................. 错误!未定义书签。
第二章硬件电路设计ﻩ错误!未定义书签。
2.1 主要芯片介绍ﻩ错误!未定义书签。
2.1.1 AT89C51的介绍ﻩ错误!未定义书签。
数字温湿度计设计毕业设计(论文)

本科毕业设计(论文)数字温湿度计设计The Design Of Digital ThermometersAnd Hygrometer毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
毕业设计论文-数字温度计经典设计

摘要单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,温度则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个量。
科学技术的发展和检测技术的发展是密切相关的。
现代化的检测手段能达到的精度、灵敏度及测量范围等,在很大程度上决定了科学技术的发展水平。
本文作者采用AT89C2051单片机和温度传感器DS18B20从硬件和软件两方面介绍了一款简易数字温度计的设计过程,并对硬件原理图和程序流程图作了简洁的描述。
数字温度计与传统的温度计相比,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的场所。
关键词:单片机AT89C2051;温度传感器DS18B20;74LS48七段数码译码器AbstractSingle-chip electronic products in the daily application ofmore and more widely, the temperature is often the need for dailylife in a measure and control the volume. Development of scienceand technology development and testing are closely related.Modern methods to achieve the accuracy, sensitivity and measurement range, to a large extent determine the level of development of science and technology. The author of this articleusing AT89C2051 MCU and temperature sensor DS18B20 from bothhardware and software, introduced a simple digital thermometerof the design process, and schematic diagram of hardware and procedures were concise description of flow chart. Digital thermometer with a traditional thermometer, compared with areading of convenience, a wide range of temperature measurement, temperature measurement accuracy, the output of the temperature digital display, mainly used for more accurate temperature measurement sites.Key words:single-chip AT89C2051; temperature sensor DS18B20;Digital Seven Segment Decoder 74LS48第一章绪论随着单片机技术的不断发展,单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。
DS18B20数字温度计毕业设计(毕业设计)详解

DS18B20数字温度计设计西南大学工程技术学院,重庆 400716摘要:本文介绍了利用美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感DS18B20和ATMEL公司生产的AT89C2051,结合四位共阳型LED,采用动态显示的方法实现室内温度的检测和读数。
本文设计的数字温度计基于DS18B20单线总线结构,与单片机的接口电路简单无须外部电路,同时由于DS18B20能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式,因而使得整体设计思路简单,可以实现-55~+125゜C的温度测量,精度误差在0.1゜C以内。
本文给出了具体的硬件电路和软件设计。
关键词:单片机DS18B20智能温度传感器DS18B20 DIGITAL THERMOMETER DESIGNLI XuejianCollege of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, ChinaAbstract:This paper presents the method for a digital thermometer design made of DS18B20,a newly-product of advaced Programmable Resolution 1-Wire® Digital Thermometer(DALLAS),and AT89C2051 (ATMEL).This design adopts dynamic dispay method with four LED to measu re room temperature.This digital thermometer is based on the one wire configuration of DS18B 20, and no external circuit is required.Since the measured temperature can be directly read by DS18B20 and 9-12 digits reading can be implemented through simple programming, the overall design concept is simple. Temperature within -55~+125゜C can be measured with an error of +/-0.1゜C. Detailed circuits and softwaredesign are given here.Key Words:single-chip computer DS18B20 smart temperature sensor文献综述自动控制领域中,温度检测与控制占有很重要地位。
书作文之温度计毕业设计任务书

温度计毕业设计任务书【篇一:毕业设计(论文)任务书格式--数字温度计】毕业设计(论文)任务书学生姓名专业班级:设计(论文)题目:简易数字温度计一、设计要求1.分析题目需完成的功能,问题描述准确、规范。
2.拟定实施方案,描述设计思路(框图);3.详尽规划内容4.体现完整设计过程及交付最终作品二、主要内容(提纲式的内容要求)1.测量范围:0-120℃;2.相对误差:≤0.5%;3.可通过键盘置零。
4.数字显示的位数不少于5位;5.具有报警功能,当测量超过设定的阀值时,可进行声光报警。
三、完成任务1.设计思路与内容文档。
2.设计过程参考资料清单及资料文档。
3.最终作品。
指导老师(签名):教研室主任(签名):2015 年 5 月8 日【篇二:数字温度计任务书】陕西科技大学单片机原理及应用学院专业班级学生:题目:数字温度计的设计课程设计从 2013 年 12 月 16日起到2013 年 12 月 27 日1、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):温度测量的特点是采用数码管直接显示出被测温度值,这种数字显示不仅直观,测量精度高而且便于进行自动控制。
所以,数字温度计获得了广泛的应用。
温度测量的作用是显而易见的。
如石化企业中,根据不同的温度可以分离出汽油、柴油、煤油等产品;日常生活中,需要根据气温加减衣物,如此等等。
本设计利用单片机和集成温度传感器设计一个可以直接显示温度值的数字显示温度计,并要求达到一定的测量精度。
本次的课程设计任务是设计一个基于单片机的带温度显示功能的温度计。
系统功能要求:至少利用3位数码管进行测量值的显示;温度测量范围:-50℃~100℃;测量误差≤0.5℃。
2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕:(1)系统硬件设计要求:根据任务要求,完成单片机最小系统及其扩展设计,组成功能完整的系统;⑵系统软件设计:根据温度测量及显示功能要求,完成程序的编写与调试;⑶系统功能要求:至少利用3位数码管进行测量值的显示;温度测量范围:-50℃~100℃;测量误差≤0.5℃。
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摘要随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的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。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温X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的场所,或科研实验室使用,该高精度数字式温度计采用了由DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20,它具有独特的单线总线接口方式。
本毕业论文详细的介绍了单线数字温度传感器DS18B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计,该温度计具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。
二、总体方案设计1、数字温度计设计方案论证2.1.1方案一由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D 转换电路,感温电路比较麻烦。
2.1.2 方案二进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,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。
从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。
2.2方案二的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。
2、硬件设计1.1 工作原理及硬件框图基于DS18B20的温度测量装置电路图如图1所示,包括单片机最小系统、温度传感器、和显示电路。
温度传感器DS18B20将被测环境温度转化成带符号的数字信号(以十六位补码形式,占两个字节),单片机对接收到的数字信号进行标度变换,转换成实际的温度值并送数码管显示。
DS18B20传感器可置于离装置150米以内的任何地方。
STC89C51是整个电路装置的控制核心,STC89C51内带4K字节的FlashROM,用户程序存放在此。
图2 系统硬件框图3、系统分析:本设计主要的任务是单片机软件的设计,而软件中的核心在于单片机与集成温度传感器DS18B20接口程序的设计,另外一点便是对数码管扫描显示的理解与运用。
由于DS18B20集成了温度数据采集、模数转换于一体,因此外围电路非常简单。
在进行软件设计前,须对该芯片反复研究,掌握其核心内容,其实程序在厂家提供的应用资料中也可以找到,关键是要对其工作过程的理解。
对数码管扫描显示的程序设计,只要理解了其显示的工作原理,也不是可以掌握的。
3.1、制作重点:★读取DS18B20的时序由于对DS18B20传感器数据的读取有一定的时序要求,因此在编写软件时要特别注意,先反复读懂该器件的读、写时序,然后根据所选用的晶振计算出机器周期的时间,为了使计算简单,在设计时将晶振选用12M,因为51系列单片机一个机器周期正好是12个时钟周期,因此选用12M 晶振时,一个机器周期正好是1微秒,这样计算时间比较方便。
★对读取数据的处理从DS18B20芯片的资料中可以看出,其数据存储器的分配为:存储数据与温度的对应关系见下表:从以上的分析可以看出,温度值存储于两个字节单元中,温度与存储器的对应关系为:整个温度值由16位二进制数表示,最高的5位为符号为,为零时代表正的温度值,为“1”时,代表的是负温度值,真正表示温度的是后11位数据,最低的四位表示小数位,其中0单元的高四位和1单元的低四位组合正好形成测得的温度整数值,这样我们在对读取的数据在进行处理时,只需将0单元的高四位和1单元的低四位通过重新组合,形成一个新的8位数据,这个数据便是测得的温度数值,但这是个16进制的数据,要输出10进制数进行显示,要进行相应的转换操作,至于将16进制数转换成10进制数据的汇编程序。
★数码扫描输出的处理为了节省单片机端口,输出显示采用扫描的方式进行。
利用人眼对光的停留效应,通过电子开关的控制,节合显示数据的配合,完成三位数码管的扫描显示。
4、温度测量电路目前市面上的数字温度传感器有很多,比如DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635等。
用DS18B20可使系统结构更简单,可靠性更高。
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量X围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生,多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
DS18B20的外形如图2所示,有三个引脚,引脚定义:DQ为数字信号输入/输出端,GND为电源地,VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位。
这是12位转化后得到的12位数据,存储在18B20的两个8比特的RAM中,二进制中的前面5位是符号位,如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。
例如+125℃的数字输出为07D0H,+25.0625℃的数字输出为0191H,-25.0625℃的数字输出为FF6FH,-55℃的数字输出为FC90H。
DS18B20与单片机的接口电路很简单,如下图3所示。
DS18B20的DQ即2号端于单片机P26口相接,另外两个管脚一个接5V电源,另外一个管脚接地。
上拉电阻为5.1K的上拉电阻,分别接于单片机的EA/VP端与P2.7口。
上拉电阻作用主要是若温度传感器开路或没接时,能起到上拉作用,使之为高电平,使后读电路保护作用。
4.3 单片机最小系统4.3.1 单片机选型在本次设计中,主要用单片机STC89C51来控制。
STC89C51是与8051兼容的CHMOS微控制器。
其FLASH存储器容量为2KB。
与CHMOS工艺的89C51一样,支持软件选择的空闲和掉电两种节电运行方式。
性能如下:8位CPU工作电压X围2.7~6V全静态工作方式:0Hz~24 Hz ;一个可编程串行口;有片内精密模拟比较器;2KB的FLASH存储;128B的数据存储器;15根输入/输出线;2个16位定时/计数器;5个中断源,2个优先级。
STC89C51的FLASH存储器编程:STC89C51单片机提供了2KB的片内FLASH程序存储器,它允许在系统改写或用非易失性存储器编程器编程。
FLASH存储器加密位:STC89C51单片机有2个加密位。
可以编程(P)或不编程(U)以获得不同的加密功能。
4.3.2 最小系统图4 单片机最小系统时钟复位电路如图4所示,采用12MHz的晶振。
复位电路采用了微分型复位电路。
复位电路的基本功能是:系统上电时提供复位信号直至系统电源稳定后撤销复位信号为可靠起见电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位,有效的防止系统有时会出现一些不可预料的现象,如无规律可循的“死机”、“程序走飞”等。
4.4 显示电路主要采用四位一体共阳极LED数码管组成,采用动态法显示,直接显示当前环境温度。
P0口接数码管的段码,P1.0-P1.3接数码管的位线。
按钮开关可选择小数点后显示一位或两位。
4.5 电源电路市电220V经过变压器T1降压,得到一个交流的16v电压,再经过四个整流二极管整流、C5滤波得到直流电压,最后经过三端集成稳压管稳压,得到一个稳定的5V直流电压。
2 软件设计在此系统中,主要包括温度测量、显示、键盘。
最主要的程序是温度测量部分。
2.1 系统主流程图系统上电后,首先对DS18B20进行初始化设置,接着对DS18B20发出SKIP ROM指令(即跳过ROM存储器)延时5ms后,对DS18B20发出启动温度转换命令,然后,从DS18B20的暂存储器中读出温度数据,接着对该数据进行转换,转换成当前环境温度。
最后将实际温度与设置温度比较,超过限制则发出报警。
2.2 温度测量设计通过STC89C51芯片的一个通用I/O口就可以实现对智能温度测量模块DS18B20的控制。
读取DS18B20测量的温度主要是通过初始化命令、ROM功能命令、存储器功能命令、温度转换命令、读存储器命令等组成。
冷端温度补偿三、系统软件算法分析程序命令时序总线命令序列如下:第一步: 初始化第二步: ROM命令(跟随需要交换的数据)第三步: 功能命令(跟随需要交换的数据)每次访问单总线器件,必须严格遵守这个命令序列,如果出现序列混乱,则一线器件不会响应单片机。
基于一线上的所有传输过程都时以初始化开始的,初始化过程由单片机发出的复位脉冲和DS18B20的响应的应答脉冲组成。
应答脉冲使单片机知道,总线上有1-WIRE设备,且准备就绪。
系统中CPU采用12MHz晶振,DQ端接P2.6。
RESET子程序RESET:CLR P2.6 ;拉低总线至少480us,否则在温度较高时会无法完成复位。
MOV R2,#130 ;在调试过程中发现延时520uS,测温值可到110℃,达到D1: DJNZ R2,D1 ;DS18B20的技术参数。
SETB P2.6 ;释放总线MOV R2,#20D4: DJNZ R2,D4P2.6,D0 ;总线若为低,则复位成功;否则复位失败,返回。
MOV R2,#110D2: DJNZ R2,D2 ;延时等待复位过程结束RET在单片机检测到应答(presence)脉冲后,就可以发ROM命令,命令长度为8位。
该命令字要通过1-WIRE通信协议规定的严格的写时隙(Write time slots),逐位写到一线上,DS18B20会自动接收到这些命令,并准备响应相应的操作。
本系统是单点使用,故只须用到SKIM ROM MAND(0CCH),这样单片机可以同时访问总线上的所有设备,而无须发出任何ROM代码信息。
例如,单片机在发出SKIP ROM命令后跟随CONVENT T (功能MAND) 即启动温度转换命令(44H),值得注意的是:若SKIP ROM 命令后跟的是READ SCRATCHPAD(0BEH)命令(包含其他读操作命令),则该系统只能用于单点系统,否则将由于多个节点都响应该命令而引起数据冲突。