基于AT89C5单片机的数字温度计设计

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基于AT89C52单片机的数字温度测量及显示系统设计

基于AT89C52单片机的数字温度测量及显示系统设计

河北工程大学2014—2015 学年第(二)学期课程设计课题名称:基于AT89S5单片机的数字温度测量及显示系统设计设计时间:2015年06月系部:计算机科学与技术班级:计算机1401小组成员:张朔萌李丹丹郭星星石凤丹指导老师:赵建明目录1. 课程设计题目...........................1.1实验题目..............21.2小组成员贡献............ (2)2.设计方案............ (2)2.1设计目的..............22.2性能指标..............23. 数字温度计系统的硬件设计............................33.1 数字温度计硬件框图............................ .. (3)3.2AT89C52 单片机............................ . (3)3.3 外围电路............................ . (4)3.4 总设计图............................ . (4)4. 数字温度计系统的软件分析及系统整体流程 (4)4.1 总体流程图............................ (5)4.2 子程序流程图 ........................... .. (6)5. 仿真结果 ............ (8)6. 总结 ............ (9)7. 附录 ............ (10)1课程设计题目1.1实验题目基于单片机的数字温度计设计1.2小组成员所做贡献2设计方案2.1设计目的单片机是单片微型计算机的简称,其具有体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等优点,故可以广泛应用于各种领域。

其中数字温度计就是一个典型的例子。

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,测温范围广,测温准确等特点,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温要求较高的场所,该设计主要使用的元件有单片机AT89C52测温传感器使用DS18B2耐LCD1602 液晶显示器。

AT89C51单片机数字体温计的设计

AT89C51单片机数字体温计的设计

机 系 统 对 输 入 的 信 号 进 行 处 理 , 成 显 示 码 送 往 液 形 晶显 示 模 块 R 6 2 显 示 , 成 温 度 从 采 集 、 据 T1 O C 完 数 处 理 到 数 字 显 示 的 整 体 功 能 。 图 2为 硬 件 实 物 图 。
单 片机来 设计 数字 体温计 。但 由于单 片机 的接 口信 号 是数字 信号 , 想 使用 单 片机 来 处 理体 温 这 类 非 若 电信号 , 必须 借助 于温 度传感 器 , 将温 度转 换成 弱 的
数 字体 温计 与普 通 的水银 体 温计相 比 , 有测 温 时 间短 、 围广 、 具 范 读数 准确 和 方便 显 示等 优 点 。整 个设 计 系统 简单 , 操作 灵 活 , 可编程 度非 常 高。
关 键 词 AT8 C5 ; 1 B2 数 字 体 温 计 9 1 DS 8 0;
本 设 计 在 软 件 方 面采 用 Ke — C 1 片 机 C语 i l 5单
+ 15 。 2 ℃
DS 8 2 1 B 0温 度 测 量 工 作 过 程 , 要 是 通 过 计 数 主 器 计 数 一 个 由温 度 系 数 较 低 的 晶 振 在 当 前 温 度 条 件
言设计 , 定程 度上 简化 了软 件编 写 , 一 而且逻 辑性更 强 , 低 了程序 在运 行 过 程 中出 现死 循 环 和 跑 飞 的 降
个单 线接 口发送 和接 收 信 号 , 单 片机 之 间 仅需 和
条 连 接 线 ( 上 电线 ) 无 需A/ 加 , D转 换 , 且 读 写 而

收 稿 日期 :0 20 7 2 1-82
修 回 日期 :o 20 一 l 2 1 — 9 O
作 者 简 介 : 文 祥 (9 3 )男 , 曹 1 8 ~ , 助教 . — i C @wg y n t E mal WX : x . e

(完整word版)基于AT89C51单片机数字温度计的设计

(完整word版)基于AT89C51单片机数字温度计的设计

基于AT89C51单片机数字温度计的设计一、项目概述在生活和生产中,人们经常要用到一些测温设备,但是传统的测温设备具有制作成本高、硬件电路和软件设计复杂登缺点。

基于AT89C51的数字温度计具有制作简单、成本低、读数方便、测温范围广等优点,应用前景广泛。

二、项目要求基于AT89C51的数字温度计的具体要求如下:1.温度值用LED显示。

2.测温范围为-30~100℃,且测量误差不大于±0.5℃。

3.成品的体积、质量尽可能小。

三、设计框图及流程图1 主控制器单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。

2 显示电路显示电路采用4位共阳LED数码管。

3温度传感器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。

DS18B20的性能特点如下:●独特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,电压范围为3.0~5.5V;●零待机功耗;●温度以9或12位数字;●用户可定义报警设置;●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件; ●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PR -35封装或8脚SOIC 封装,其内部结构框图如下图所控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS1820,用4位共阳极LED 数码管以动态扫描法实现温度显示,电路图如图1所示:图1.电路原理图五、软件设计1.程序流程图主程序的主要是负责温度的实时显示,读出并处理DS1280测量的当前温度值,温度测量每1s进行一次。

基于AT89C51单片机的数字温度计的设计与研究

基于AT89C51单片机的数字温度计的设计与研究

科 技 天 地58INTELLIGENCE基于AT89C51单片机的数字温度计的设计与研究长春职业技术学院 丁 磊 佟 彤摘 要:随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现.能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。

本文将介绍一种基于AT89C51单片机数字温度计,本温度计具有以下创新功能:高低温告警、温度储存、温度自动调节。

关键词:单片机 数字温度控制 AT89C51 DS18B20一、概述随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能够独立工作的温度检测和显示系统被应用于诸多领域。

传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。

热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差。

与传统的温度计相比,本项目设计的数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。

该温度计具有制作简单、成本低、读数方便、测温范围广和测温准确等优点,应用前景广泛。

二、设计方案选用AT89C51型单片机作为主控制器件,DS18B20作为测温传感器,通过4个共阳极LED 数码管串口传送数据,实现温度显示。

通过DSl8820直接读取被测温度值,进行数据转换,该器件的物理化学性能稳定,线性度较好,在-30℃~150℃最大误差小于正负0.5℃。

该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。

另外,该温度计还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。

1.单片机的选择AT89C51单片机作为该系统设计的核心元器件。

该元器件是Intel 公司生产的5l 系列单片机中最典型的产品,采用了可靠的高性能CMOS 8位工艺制造技术的单片机。

AT89C2051是一种带2K 字节闪烁可编程可擦除100次的只读存储器的单片机。

它不仅结合了HMOS 的高速和高密度技术及CHMOS 的低功耗特征,而且继承和扩展了MCS 一48单片机的体系结构和指令系统。

基于单片机AT89C51芯片DS18B20传感器的智能温度计设计

基于单片机AT89C51芯片DS18B20传感器的智能温度计设计
uchar table_dm1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};
uchar data temp_data[2]={0x00,0x00};
uchar data display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //5 us
DQ=val&0x01;
delay(6);
val=val/2;
}
DQ=1;
delay(1);
}
//DS18B20读1字节函数//
uchar read_byte(void)
{
uchar i;
uchar value=0;
delay(50);
DQ=1;
delay(6);
presence=DQ; //presence=0
}
delay(45);
presence=~DQ;
}
DQ=1;
}
//DS18B20写命令函数//
void write_byte(uchar val)
{
uchar i;
for(i=8;i>0;i--)
{
DQ=1;_nop_();_nop_();
图3-3复位电路
3.2
测温电路方面,我选择的温度传感器是DS18B20.这是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型只能温度传感器,不同于传统的热敏电阻,DS18B20能够直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字读书方式。
DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式,如图4所示单片机端口接单线总线,为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。

at89c5温度传感器设计

at89c5温度传感器设计

电子系统综合设计报告姓名:学号:专业:日期:2011-4-13南京理工大学紫金学院电光系摘要本次课程设计目的是设计一个简易温度控制仪,可以在四联数码管上显示测得的温度。

主要分四部份电路:OP07放大电路,AD转换电路,单片机部分电路,数码管显示电路。

设计文氏电桥电路,得到温度与电压的关系,通过控制电阻值改变温度。

利用单片机将现在温度与预设温度进行比较,将比较结果在LED数码管上显示,同时实现现在温度与预设温度之间的切换。

关键词放大电路转换电路控制电路显示目录1 引言 (3)1.1 系统设计 (3)1.1.1 设计思路 (3)1.1.2 总体方案设计 (3)2 单元模块设计 (4)2.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (4)2.1.1 温度传感器电路的设计 (4)2.1.2 信号调理电路的设计 (4)2.1.3 A/D采集电路的设计 (4)2.1.4 单片机电路 (4)2.1.5 键盘及显示电路的设计 (4)2.1.6 输出控制电路的设计 (5)2.2元器件的选择 (5)2.3特殊器件的介绍 (5)2.3.1 OP07A (5)2.3.2 ADC0809 (6)2.3.3 ULN2003 (7)2.3.4 四联数码管(共阴) (7)2.4各单元模块的联接 (8)3.1开发工具及设计平台 (9)3.1.1 Proteus特点 (9)3.1.2 Keil特点 (9)3.1.3 部分按键 (10)4 系统测试 (14)5 小结和体会 (16)6 参考文献 (17)1 引言电子系统设计要求注重可行性、性能、可靠性、成本、功耗、使用方便和易维护性等。

总体方案的设计与选择:由技术指标将系统功能分解为:若干子系统,形成若干单元功能模块。

单元电路的设计与选择:尽量采用熟悉的电路,注重开发利用新电路、新器件。

要求电路简单,工作可靠,经济实用。

1.1 系统设计1.1.1 设计思路本次实验基于P89L51RD2FN 的温控仪设计采用Pt100温度传感器。

基于AT89C51单片机的数字体温计的设计

基于AT89C51单片机的数字体温计的设计

38基于AT89C51单片机的数字体温计的设计李素蕊 新乡医学院三全学院 毕彦平 新乡医学院【摘 要】本文介绍了基于单片机,采用DS18B20单线数字温度传感器设计的数字体温测量系统,该系统便于医护人员对诸如儿童、精神病人等病人的体温的记录,实用性较强。

【关键词】数字体温计;AT89C51;DS18B201.引言患者的体温是医务人员对其进行体格检查、诊断疾病,进行生命体征监测的重要指标。

通过测量的体温变化,可以了解疾病发生和发展的规律,反映出某种疾病或疾病的某一个阶段,及时控制疾病的恶化[1]。

因此医护人员会对患者每天都进行两次的体温测量,如若患者为儿童或者精神病患者,体温测量会更费时。

近年,人们还设计出了人体红外测温仪这种非接触式体温计,但这种体温计容易受皮肤的干燥清洁度、空气温度、污染、电磁场等干扰因素的影响[3],因此要求被测人在被测环境中停留30min以上,以保证被测人额头与外界换热条件趋于稳定,从而提高测量准确性。

还有一些用其他芯片设计的数显体温计,由于采用的温度传感器的不稳定性,从而亦影响测量的准确度。

为了提高医护人员的工作效率,减少病患者的痛苦及其时间。

而针对市面上及部分医院用到的普通的数显体温计,准确度不够高,误差相对较大,从而影响对疾病的观察和诊断,基于这一点,我们设计了一种采用DS18B20数字温度传感器,基于单片机芯片AT89C51设计的数字体温计,其为测量准确度较高,成本又相对低的快速的数显体温计。

2.系统硬件设计框图本系统的设计框图如下图1所示,由DS18B20单线温度传感器来感知外界温度的变化,通过总线传给单片机AT89C51,进而读取温度后提示及其显示温度。

图1 硬件电路框图采用的DS18B20是一种价格便宜的单线数字温度传感器,它具有很多优点:(1)体积小,共有接地、电源、数据线3个引脚,无需额为的电源[4];(2)测温速度快,最多0.75s可以完成,极大提高了测温速度;(3)测温分辨率可达0.0625℃,性能稳定,安全可靠;(4)DS18B20适合于构成多点温度测控系统,在医院体温检测中也得到了一定应用[5]。

基于单片机AT89C51数字温度计的设计

基于单片机AT89C51数字温度计的设计

摘要随着科技的不断发展,现代社会对各种信息参数的精确度和准确度的要求都有了很大的增长,而如何准确和迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息技术的发展水平。

目前的智能温度传感器(亦称为数字温度传感器)是在20世纪90年代问世的,是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结合。

它的特点是能输出温度数据和相关的温度控制量,适合各种微控制器(MCU)。

社会的发展使得人们对传感器的要求也越来越高,现在的温度传感器正在基于单片机的基础之上从模拟到数字式,从集成化到智能化、网络化的发展,并且朝着多功能。

高精度、总线标准化、高安全性和可靠性、开发网络传感器和虚拟传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征和控制方法,并对以此传感器,89C51单片机为控制器构成的数字温度计测量装置的工作原理和程序设计做了详细的介绍。

和传统的温度计相比它具有测量广泛,读数方便,测温准确,输出温度采用数字显示,主要用于对测温要求比较准确的场所,或者是科研实验室使用。

该设计控制器使用ATMEL公司的AT89S51单片机,测温传感器使用DALLAS公司的DS18B20,用液晶显示器来实现温度显示。

关键词:18B20 单片机 LEDABSTRACTWith the development of science and technology, precision and accuracy of modern society on various parameters of information requirements, there has been a lot of growth, and how accurate and fast access to these parameters will need to be subject to the level of development of modern information technology.Current smart temperature sensor (also referred to as digital temperature sensor) is launched in in the 1990 of the 20th century, is micro-electronics technology, computer technology and automated testing technologies (ATE) combination. It features the output temperature data and related temperature control, suitable for various microcontroller (MCU). Society tends to make people's requirements have become more sophisticated about sensors, temperature sensors are now based on single-chip industry from analog to digital, from integration to the development of intelligent, networked, and versatile. High accuracy, standardization, high security and reliability, to develop bus networks sensors and virtual sensors, development of single-chip microcomputer temperature measuring system and the rapid development of high technology. This article describes the architecture of intelligent integrated temperature sensor DS18B20 feature and control method, and with this sensor, 89S51 single-chip controller working principle and design of a digital thermometer measurement unit is introduced in detail. And it has measured a wide range than traditional thermometers, reading, accuracy of temperature measurement, the output temperature with digital display, place used primarily for accurate temperature measurement requirements, or a research laboratory. The design of controller using ATMEL's AT89S51 single-chip, DS18B20 temperature sensor using the DALLAS company, realizes with the LCD temperature display.Keywords: 18B20 Single-chip microcomputer LED目录第1章前言 (1)第2章数字温度计总体设计方案 (2)2.1数字温度计设计方案 (2)2.2总体设计框图 (2)第3章数字温度计硬件设计 (3)3.1主控制器AT89C51 (3)3.1.1 AT89C51的特点及特性: (3)3.1.2管脚功能说明: (3)3.1.3片内振荡器: (5)3.1.4芯片擦除: (6)3.2单片机主板电路 (7)3.3温度采集部分的设计 (7)3.3.1温度传感器DS18B20 (7)3.4显示部分电路设计 (12)3.4.1 74LS164引脚功能及特性 (13)3.4.2温度显示电路 (13)3.5报警系统电路 (14)第4章数字温度计的软件设计 (16)4.1系统软件设计的流程图 (16)4.2数字温度计部分程序清单 (18)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第1章前言随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。

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基于AT89C5单片机的数字温度计设计CHANGZHOU INSTITUTE OFTECHNOLOGY科研实践题目:基于单片机的数字温度计的设计目录目录 (2)1.绪论 (3)1.1课题研究背景及意义 (3)1.2课题研究的内容 (3)2.数字温度计的系统概论 (5)2.1系统的功能 (5)2.2温度计的分析 (5)3.设计方案和要求 (6)3.1设计任务和要求 (6)3.2元器件的选取 (6)3.3系统最终设计方案 (7)4.硬件设计 (8)4.1总体设计结构图 (8)4.2硬件电路概述 (8)4.2.1最小系统 (8)4.2.2输入电路设计 (11)4.2.3输出电路设计 (12)5.硬件仿真 (15)6.实物制作 (18)6.1电路板焊接 (18)6.2电路板调试 (19)7.小结 (20)附录 (21)1.参考文献 (21)2.原理图 (22)3.元器件清单 (23)4.软件程序 (24)5.实物图 (30)1.绪论1.1课题研究背景及意义单片机技术作为计算机技术的一个分支,广泛地应用于工业控制,智能仪器仪表,机电一体化产品,家用电器等各个领域。

“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的技术基础课而普遍开设。

学生在课程设计,毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识,而且,进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。

鉴于此,提高“单片机原理及应用”课的教学效果,让学生参与课程设计实习甚为重要。

单片机应用技术涉及的内容十分广泛,如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法,是一个很有价值的教学项目。

为此,我们进行了“单片机的学习与应用”方面的课程设计,锻炼学生的动脑动手以及协作能力。

单片机课程设计是针对模拟电子技术,数字逻辑电路,电路,单片机的原理及应用课程的要求,对我们进行综合性实践训练的实践学习环节,它包括选择课设任务、软件设计,硬件设计,调试和编写课设报告等实践内容。

通过此次课程设计实现以下三个目标:第一,让学生初步掌握单片机课程的试验、设计方法,即学生根据设计要求和性能约束,查阅文献资料,收集、分析类似的相关题目,并通过元器件的组装调试等实践环节,使最终硬件电路达到题目要求的性能指标;第二,课程设计为后续的毕业设计打好基础,毕业设计是系统的工程设计实践,而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用,从已学过的定性分析、定量计算的方法,逐步掌握工程设计的步骤和方法,了解科学实验的程序和实施方法。

第三,培养学生勤于思考乐于动手的习惯,同时通过设计并制作单片机类产品,使学生能够自己不断地学习接受新知识(如在本课设题目中存在智能测温器件DS18B20,就是课堂环节中不曾提及的“新器件”),通过多人的合作解决现实中存在的问题,从而不断地增强学生在该方面的自信心及兴趣,也提高了学生的动手能力,对学生以后步入社会参加工作打下一定良好的实践基础。

1.2课题研究的内容本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统,详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程,重点对传感器在单片机喜爱的硬件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,对各部分的电路也进行一一介绍,该系统可以方便的是实现温度采集和显示,并可以根据需要任意设定上下限报警温度,它使用起来方便,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点,适合我们日常生活和工农业生产中的温度测量,也可以当做温度处理模块嵌入其他系统中,作为其他主系统的辅助扩展。

DS18B20和AT89C51结合实现最简温度检测系统,该系统结构简单,抗干扰能力强,适合与恶劣环境下进行现场温度测量,有广泛的应用前景。

本设计首先是确定目标,气候是各个功能模块的设计,再在Proteus软件上进行仿真,修改,仿真。

本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。

2.数字温度计的系统概论2.1系统的功能此数字温度计是基于51单片机,18B20,四位数码管,led发光二级管,按键等阻容元件设计制作而成,系统工作稳定,能够很好的测量出温度值,并显示。

此系统带有温度报警指示功能。

2.2温度计的分析元件设计的意义:关于按键:共设计了4个独立按键,一个为进入调整上下限的功能键,一个为加,一个为减,另一个为确定设置键,按下调整键进入上限设置,右边红色二极管亮,设置完上限按确定键,延时并且蜂鸣器响1下,绿二极管亮,自动进入下限设置。

设置完下限按确定键蜂鸣器响2下,进入温度正常显示状态。

关于发光二极管:共设计了三个发光二极管,一个为电源指示,另外两个分别为上下限指示或温度报警指示。

当进入调整上限时红色的亮,进入下限时绿色的亮。

当正常显示温度时,温度高于上限红色的亮,低于下限时绿色的亮。

关于蜂鸣器:作为报警或者调整上下限时提示用,当前温度高于上限或者低于下限蜂鸣器鸣响!从上限设置跳到下限设置时,蜂鸣器响一下,确定下限设置时蜂鸣器响两下。

关于数码管:当温度为正时,显示温度值,温度为负时,最高位显示“-”,温度数据精确到小数点后一位。

系统采用5v直流供电,通电前注意电源正负极,以及电源接口是否匹配。

3.设计方案和要求3.1设计任务和要求1、基本范围15℃——42℃2、精度误差小于0.5℃3、LED 数码直读显示4、可以任意设定温度的上下限报警功能.3.2元器件的选取单片机芯片的选取:方案一:采用89C51芯片作为硬件核心,利用Flash ROM,内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。

方案二:采用AT89C51单片机与MCS-51系列单片机相比有两大优势:第一,片内程序存储器采用闪存,使程序的写入更加方便;第二,提供了更小尺寸的芯片,使整个硬件电路的体积更小,且管脚数目为20个,与MCS-51相比减少一倍,使理解更容易。

综上所述:本课设中单片机芯片采用AT89C51。

温度传感器的选取:方案一:采用热敏电阻传感器。

利用热敏电阻随温度变化而显著变化,能直接将温度的变化转换为能量的变化,进而制成温度计。

但是其测温传感器比较复杂,而且不易通过编制程序来控制测温精度,增大系统设计的难度。

方案二:采用DS18B20温度传感器。

DS18B20的内部3脚(或8脚)封装;使用特有的温度测量技术,将被测温度转换成数值信号;3.0~5.5V的电源供电方式和寄生电源供电方式;ROM由64位二进制数字组成,共分为8个字节;RAM由9个字节的高速暂存器和非易失性电擦写ROM组成。

综上所述:温度传感器选取智能测温器件DS18B20。

3.3系统最终设计方案综上各方案所述,对此次课设的方案选定: 采用AT89C51作为主控制系统; 1602液晶显示模块芯片作为温度数据显示装置;而智能温度传感器DS18B20器件作为测温电路主要组成部分。

至此,系统最终方案确定。

4.硬件设计4.1总体设计结构图图4-1 总体设计结构图4.2硬件电路概述4.2.1最小系统晶振电路晶振采用12MHz,分别接入到X1与X2端中。

同时在晶振两端各接一个22pF 的电容,每个电容的另一端再接入到地。

图4-2 晶振电路复位电路复位电路采用的是上电复位。

如图所示,在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端,下接一个电阻到底。

线路上接一按钮,通过按下按钮,复位电路通过电容给RST一个短暂的高电平信号。

达到复位状态。

图4-3 复位电路单片机本设计采用的单片机是AT89C51。

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

图4-4 AT89C51引脚图电源电路78系列集成稳压器是常用的固定输出电压的集成稳压器。

它的内部含有限流保护,采用了噪声低,温度漂移小的基准电压源,工作稳定可靠。

78系列集成稳压器为三端器件:1脚为输入端,2脚为接地端,3脚为输出端,使用十分方便。

78系列集成稳压器典型应用电路如下,这是一个输出5V直流电压的稳压电源电路。

IC采用集成稳压器7805,C1,C2分别为输入端和输出端的滤波电容,RL为负载输出电阻。

当输出电流较大时,7805应配上散热板。

图4-5 电源电路4.2.2输入电路设计按键电路关于按键:共设计了4个独立按键,一个为进入调整上下限的功能键,一个为加,一个为减,另一个为确定设置键,按下调整键进入上限设置,右边红色二极管亮,设置完上限按确定键,延时并且蜂鸣器响1下,绿二极管亮,自动进入下限设置。

设置完下限按确定键蜂鸣器响2下,进入温度正常显示状态。

图4-6 按键电路测温电路测温电路方面,我们选择的温度传感器是DS18B20.这是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型只能温度传感器,不同于传统的热敏电阻,DS18B20能够直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字读书方式。

DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。

另一种是寄生电源供电方式,如图4所示单片机端口接单线总线,为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。

当DS18B20 处于写存储器操作和温度A/D转换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10us。

采用寄生电源供电方式时VDD端接地。

由于单线制只有一根线,因此发送接口必须是三态的。

这里我们把温度传感器的DQ端与P23相接,以P23作为温度输入口。

温度传感器VCC端接电源,GND端接地端。

如下图所示图4-7 测温电路4.2.3输出电路设计显示电路关于发光二极管:共设计了三个发光二极管,一个为电源指示,另外两个分别为上下限指示或温度报警指示。

当进入调整上限时红色的亮,进入下限时绿色的亮。

当正常显示温度时,温度高于上限红色的亮,低于下限时绿色的亮。

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