数字温度计的设计Word版
数字式温度计设计完整版新

数字式温度计设计一、引言意大利科学家伽利略在1592年差一点儿发明了温度计。
他制作了一个称为“验温计”的仪器。
其中有一根开口的管子伸到一只盛水的容器中,管内水的水平面随室内温度而变化。
糟糕的是当空气压力变化时,水平面也随之改变。
17世纪初,意大利托斯卡纳的公爵斐迪南二世对伽利略的仪器着了迷,并且还用它来做实验。
1644年,他将该装置密封以隔绝周围的空气,从而排除了空气压力的影响。
但是,这第一支温度计与我们如今所知道的那些温度计相仿,是水银温度计。
在18世纪初,它由出生于波兰仪器制造者D.G.华伦海特加以改进和完善。
这类温度计的工作原理是物质受热后膨胀。
温度计由一根底部为一个球体的狭窄玻璃管组成,球体中灌满了诸如水银之类的液体。
当温度上升时,液体就膨胀,并且朝管子上方推移。
人们根据管子上或管子旁的标记可以读出温度数。
华伦海特还采用了一种以他的名字命名的温度测定标度。
华伦海特标度过去曾经广泛使用,但如今由瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯在1742年开发的摄氏标度,或称百分标度,却更受人们的喜爱。
1867年,托马斯·阿巴特医生第一次运用水银温度计,给前来就诊的病人测量体温。
现在,液体温度计已经广泛的应用与各个方面了。
但是随着人们对测量要求的不断提高,液体温度计已经不能满足人们的需求了。
这也就引出了课题。
温度测量的原理主要是:将随温度变化而变化的物理参数,如膨胀、电阻、电容、热电动势、磁性、频率、光学特性等通过温度传感器转变成电的或其他信号,传给处理电路。
,最后转换成温度数值显示出来。
数字式温度计以热敏电阻作感温元件,采用电压-频率变换电路克服热敏电阻的非线性缺点;通过调节电路中两只微调电容可替换不同参数的热敏电阻;利用自平衡电桥消除了远距离测温时连接热敏电阻的传输线的影响;采用BGD进位制计数显示电路使结构简单可靠.因此,数字式温度计是一种具有读数直观、反映被测温度时间短,测温范围宽和精度高等特点,并能进行远距离测温和控温的新型的数字式温度计。
(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。
数字温度计设计课程设计范本

数字温度计设计课程设计范本
设计题目:数字温度计设计
设计目的:通过设计数字温度计,学习数字电路设计基础知识,掌握数字温度计的设计方法和实现过程。
设计要求:
1.温度测量范围:-40℃ ~ 120℃;
2.温度分辨率:0.1℃;
3.显示方式:7段LED数码管显示,至少显示4位数字,其中小
数点占据一位;
4.温度传感器:使用DS18B20数字温度传感器;
5.显示方式:采用共阴极数码管,使用74HC595锁存器进行驱动,
使用AT89C51单片机进行控制;
6.设计过程:包括硬件设计和软件设计两个部分,其中硬件设计
包括电路原理图设计和PCB板设计,软件设计包括单片机程序
设计和烧录。
设计步骤:
1.硬件设计
1)根据DS18B20数字温度传感器的特性,设计传感器电路,包括电源电路和传感器接口电路。
2)根据温度范围和分辨率要求,设计ADC电路,将传感器输出的模拟信号转换为数字信号。
3)设计数码管驱动电路,使用74HC595锁存器进行驱动。
4)设计单片机接口电路,将数字信号传输到单片机,实现温度数据的处理和显示。
5)根据硬件设计结果,绘制电路原理图和PCB板图。
2.软件设计
1)根据硬件设计结果,编写单片机程序,实现温度数据的读取、处理和显示。
2)使用Keil C51软件进行编程和调试。
3)将程序烧录到单片机中。
4)进行系统测试和调试,确保数字温度计的正常工作。
设计结果:
1.电路原理图和PCB板图。
2.单片机程序。
3.数字温度计实物。
数字温度计设计方案

数字温度计设计方案数字温度计是一种利用数字显示温度值的仪器,目前已广泛应用于家庭、实验室、医疗等领域。
为了设计一个稳定、可靠的数字温度计,以下是一个初步设计方案。
1. 传感器选择温度传感器是数字温度计的核心部件,常用的有热敏电阻、热电偶、半导体传感器等。
在设计中,我们可以选择适用范围广、精度高的数字温度传感器,如DS18B20。
该传感器具有数字接口、高精度、高稳定性等特点。
2. 微控制器选择微控制器是数字温度计的处理器,负责监测温度传感器的数据,并将其转化为数字信号。
在设计中,我们可以选择具有足够计算能力、低功耗的微控制器,如STM32系列中的STM32F103C8T6。
该微控制器具有高性能、低功耗、丰富的外设等特点,适合用于数字温度计的设计。
3. 电路设计在电路设计中,可以采用数字传感器和微控制器之间的串行通信方式,使用一对引脚(数据引脚和电源引脚)实现数据的传输和供电。
同时,需要添加稳压电路和滤波电路,保证电路的稳定性和抗干扰能力。
4. 数字显示模块选择数字显示模块是数字温度计的输出设备,负责将测得的温度值以数字形式显示出来。
在设计中,可以选择7段LED数码管,该数码管具有明亮的显示效果、低功耗、容易驱动等优点。
5. 电源选择数字温度计需要稳定的电源供电,可选择直流电源供电,电压范围5V。
在设计中,可以添加电源管理电路,包括稳压电路、过压保护、短路保护等,以增加设备的安全性和稳定性。
6. 程序设计程序设计是数字温度计的重要环节,需要编写相应的程序实现温度的测量、显示、存储等功能。
在程序设计中,可以使用C 语言或者嵌入式开发平台进行编程,实现温度测量值的读取、温度值的转换、温度值的显示等功能。
总之,以上是一个基本的数字温度计的初步设计方案,通过选择合适的传感器、微控制器、显示模块,并进行稳压电路和滤波电路的设计,再加上适当的程序编写,可以设计出一个稳定、可靠的数字温度计。
当然,具体的设计方案还需要参照实际需求进行调整和优化。
数字温度计课程设计

数字温度计课程设计一、引言本文档旨在设计一门名为“数字温度计”的课程,旨在教授学生如何设计并制作一个简单的数字温度计。
通过这门课程,学生将了解温度的概念、温度测量的原理,并通过实践操作来设计、制作和调试一个数字温度计原型。
二、课程大纲1. 课程简介在本节课中,我们将介绍本门课程的内容、目标和教学方法。
2. 温度的概念和单位这一节课中,我们将学习温度的基本概念,温度的不同单位以及它们之间的转换关系。
3. 温度测量的原理在本节课中,我们将讲解温度测量的一些基本原理,包括使用热敏电阻、红外线传感器和半导体温度传感器等。
4. 温度传感器的选择和使用这节课我们将学习如何选择合适的温度传感器,并了解它们的使用方法和注意事项。
5. 数字温度计的设计与制作在本节课中,我们将介绍数字温度计的基本原理和电路设计。
学生们将分组进行设计并制作一个数字温度计原型。
6. 数字温度计的调试和应用这节课中,学生需要将制作好的数字温度计原型进行调试,并学习如何将其应用到实际生活中。
7. 课程总结和展望在最后一节课中,我们将对整个课程进行总结,并展望学生们在将来可以进一步深入研究的方向。
三、教学方法本门课程采用以下教学方法:1.授课:教师将通过讲解的方式,将温度概念、温度测量原理等知识传达给学生。
2.实验:学生将参与到温度计设计与制作的实验中,通过实际操作来理解概念和原理。
3.小组讨论:学生将分组进行温度计设计的讨论和合作,提高团队合作和问题解决能力。
4.实际应用:学生将通过调试和应用数字温度计原型,加深对温度测量的理解和实践能力。
四、课程评估本门课程的评估主要分为以下几个方面:1.实验成果:学生根据实验设计制作的数字温度计原型的质量和完成情况。
2.调试和应用:学生能否成功调试数字温度计原型,并将其应用到实际生活中。
3.报告和展示:学生需要撰写相关实验报告,并进行课程展示,展示他们的学习成果和理解。
五、参考资料以下是一些参考资料,供学生们深入了解和学习:1.电子技术基础教程2.温度传感器原理与应用3.温度计原理与设计以上是对《数字温度计课程设计》的简要说明,希望这门课程能够为学生们提供实践操作和实际应用的机会,帮助他们更深入地理解温度测量的原理与方法,培养他们的实践能力和问题解决能力。
(完整word版)基于单片机的DS18B20设计实验报告

第1章引言在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制,传统的测温元件有热点偶,热敏电阻还有一些输出模拟信号得温度传感器,而这些测温元件一般都需要比较多的外部硬件支持。
其硬件电路复杂,软件调试繁琐,制作成本高,阻碍了其使用性。
因此美国DALLAS半导体公司又推出了一款改进型智能温度传感器——DS18B20。
本设计就是用DS18B20数字温度传感器作为测温元件来设计数字温度计。
本设计所介绍的数字温度计与传统温度计相比,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,主要用于测温比较准确得场所,或科研实验室使用。
该设计控制器使用单片机STC89C51,测温传感器使用DS18B20,显示器使用LED.第2章任务与要求2.1测量范围-50~110°C,精确到0.5°C;2.2利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号;2.3所测得温度采用数字显示,计算后在液晶显示器上显示相应得温度值;第3章方案设计及论证3.1温度检测模块的设计及论证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,其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算,感温电路比较麻烦。
而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。
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,电路简单,精度高,软硬件都以实现,而且使用单片机的接口便于系统的再扩展,满足设计要求。
3.2显示模块的设计及论证LED是发光二极管Light Emitting Diode 的英文缩写。
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
数字温度计设计-毕业设计

数字温度计设计学生:XXX 指导教师:XXX内容摘要:在这个信息化高速发展的时代,单片机已经成为最经典的微控制器,单片机技术普及到我们的生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种较为成熟的技术,作为一名工科类学生,我们已经学习了单片机,就应该把它熟练的应用到我们的实际生活当中。
本文将要介绍一种单片机控制的数字温度计,这种温度计属于多功能温度计,它具有读数方便,测温范围广,测温准确,数字显示,适用范围宽等特点。
主要用于对测温要求比较准确的场所,或科研室使用,该设计控制器使用单片机AT89S51,测温传感器使用DS18B20,本温度计可以调整显示日期、时间,可设定最低、最高温度报警值。
测量温度超过设定的温度上、下限,启动蜂鸣器和指示灯报警。
温度显示稳定。
在实现温度显示的同时,能准确达到以上要求。
关键词:数码管显示数字温度计 DS18B20 AT89S51Design for digital thermometerAbstract: In the information age of high-speed development, SCM has become one of the most classic microcontroller, SCM technology spread to our lives, work, research, in various fields, has become a more mature technology, as an engineering student, we have studied the SCM, it should be a good application to our actual life. This paper will introduce a kind of microcontroller control of the digital thermometer, the thermometer belongs to the multi function thermometer, it has reading convenience, a wide range of temperature measurement, accurate temperature measurement, digital display, wide application range and other features. Mainly used for more accurate temperature measurement requirements of places, or scientific research room, the use of SCM AT89S51 controller design, the use of DS18B20 temperature sensor, the thermometer can adjust the display date, time, can set the minimum, maximum temperature alarm value. Measuring the temperature exceeds the set temperature, lower limit, start alarm buzzer and indicator light. Temperature stability. In the realization of temperature display at the same time, can accurately achieve the above requirements.Keywords:SCM digital control digital pipe display thermometer DS18B20 AT89S52 devices目录前言 (1)1 数字温度计设计方案的论证 (1)1.1 方案一 (1)1.2 方案二 (1)2 数字温度计详细设计 (2)2.1 主控制器AT89S51 (2)2.1.1 AT89S51的特点及特性: (2)2.1.2 管脚功能说明 (3)2.1.3 振荡器特性 (5)2.1.4 芯片擦除 (5)2.2 温度采集部分的设计 (5)2.2.1 温度传感器DS18B20 (5)2.2.2 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (10)2.3 显示部分电路设计 (12)2.3.1 74LS164引脚功能及特性 (12)2.3.2 显示电路 (13)2.4 报警电路的实现 (14)2.5 报警上、下限调整电路实现 (14)2.6 复位电路的实现 (14)3 系统软件设计 (15)3.1 主程序 (15)3.2 读出温度子程序 (16)3.3 温度转换命令子程序 (17)3.4 计算温度子程序 (18)3.5 显示数据刷新子程序 (19)3.6 系统的调试过程 (19)4 结束语 (20)附录1:程序清单 (21)附录2:整体设计原理图 (29)参考文献: (30)数字温度计设计前言随着人们生活水平的不断提高,单片机在我们的日常生活中越来越广泛,它带给人们的方便是不可否定的,不如说,数字温度计,现在人们对它的要求是越来越高,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单片机技术着手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
数字温度计的设计(精编文档).doc

【最新整理,下载后即可编辑】2008 届毕业设计(说明书)题目:数字温度计的设计班级:08高职机电二班学号:012243552274姓名:1235指导教师:554642011年4月数字温度计的设计学生姓名: 4学号:4专业:机电一体化技术班级:4指导教师: 4完成日期:4摘要在一些温控系统电路中,广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN 结测温电路经过相应的信号调理电路,转换成A/D转换器能接收的模拟量,再经过采样/保持电路进行A/D转换,最终送入单片机及其相应的外围电路,完成监控。
但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。
本文介绍单片机结合DS18B20温度控制系统设计,因此,本系统用一种新型的可编程温度传感器(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理,实现方便、精度高,可根据不同需要用于各种场合。
关键词:单片机,AT89S51,MAX232,传感器DS18B20目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1 单片机概述 (1)1.2 选题背景及设计意义 (2)1.3设计方案论证 (3)第二章硬件设计 (5)2.1硬件电路的设计 (5)2.2各元器件介绍 (12)第三章系统软件设计 (17)3.1设计流程图 (17)3.2汇编语言程序 (21)第四章调试 (34)4.1终合调试 (34)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)第一章绪论1.1 单片机概述单片机的结构特征是将组成计算机的基本部件集成在一块晶体芯片上,构成一台功能独特的单片微型计算机。
一台典型的单片机的基本组成结构包括中央处理器(CPU),存储器(ROM和RAM),并行I/O口,串行I/O口,定时器/计数器,定时电路及元件。
由此可见,单片机在结构上突破了常规的按逻辑功能划分芯片。
由多片构成了微型计算机的设计思想,将构成计算机的许多功能集成在一块晶体芯片上。
单片机的特点:1.单片机中的存储器ROM和RAM是严格分工的。
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2008 届毕业设计(说明书)题目:数字温度计的设计班级:08高职机电二班学号:012243552274姓名: 1235指导教师: 554642011年4月数字温度计的设计学生姓名: 4学号:4专业:机电一体化技术班级:4指导教师: 4完成日期:4摘要在一些温控系统电路中,广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路,转换成A/D转换器能接收的模拟量,再经过采样/保持电路进行A /D转换,最终送入单片机及其相应的外围电路,完成监控。
但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。
本文介绍单片机结合DS18B20温度控制系统设计,因此,本系统用一种新型的可编程温度传感器(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理,实现方便、精度高,可根据不同需要用于各种场合。
关键词:单片机,AT89S51,MAX232,传感器DS18B20目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1 单片机概述 (1)1.2 选题背景及设计意义 (2)1.3设计方案论证 (3)第二章硬件设计 (5)2.1硬件电路的设计 (5)2.2各元器件介绍 (12)第三章系统软件设计 (17)3.1设计流程图 (17)3.2汇编语言程序 (21)第四章调试 (34)4.1终合调试 (34)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)第一章绪论1.1 单片机概述单片机的结构特征是将组成计算机的基本部件集成在一块晶体芯片上,构成一台功能独特的单片微型计算机。
一台典型的单片机的基本组成结构包括中央处理器(CPU),存储器(ROM和RAM),并行I/O口,串行I/O口,定时器/计数器,定时电路及元件。
由此可见,单片机在结构上突破了常规的按逻辑功能划分芯片。
由多片构成了微型计算机的设计思想,将构成计算机的许多功能集成在一块晶体芯片上。
单片机的特点:1.单片机中的存储器ROM和RAM是严格分工的。
ROM为程序存储器,只存放程序、常数及数据表格。
而RAM则为数据存储器,用作工作区及存放变量。
这样的结构主要是考虑到单片机用于控制系统中,有较大的程序存储空间,把已调试好的程序固化在ROM中,而把少量的随机数据存放在RAM中,这样,小容量数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内,以加快单片机的执行速度。
但单片机上RAM是作为数据存储器用,而不是当作高速数据缓冲存储器(Cache)用。
可靠性良好:单片机是按照工业控制要求设计的,其抗工业噪声干扰优于一般的CPU,程序指令及常数数据都烧在ROM内,其许多信号通道均在同一芯片内,因此可靠性较高。
2.采用面向控制的指令系统。
为满足控制的需要,单片机的逻辑控制能力要优于同等级的CPU,持别是单片机具有很强的位处理能力。
单片机的运行速度也较高。
3.单片机的I/O引脚通常是多功能的。
由于单片机芯片上引脚数有限,了解决实际引脚数和需要的信号线数的矛盾,采用了引脚功能复用的方法,引脚处于何种功能,可由指令来设置或由机器状态来区分。
4.系列齐全,功能扩展性强。
单片机有内部掩膜ROM、内部EPROM和外接ROM 等形式,并可方便地扩展外部的ROM、RAM及I/O接口,与许多通用的微机接口芯片兼容,对应用系统的设计和生产带来极大的方便。
5.单片机的功能是通用的。
单片机虽然主要作控制器用,但是功能上还是通用的,可以象一般微处理器那样广泛应用在各个方面。
单片机的应用领域如下:1.家用电器领域:目前国内各种家用电器已普遍采用单片机控制取代传统的控制电路,做成单片机控制系统。
2.办公自动化领域:现代办公室所使用的大量通信,信息产品多数采用了单片机。
3.在商业营销系统已广泛使用的电子秤,收款机,条形码阅读器,仓库安全监控系统,商场保安系统,空气调节系统等,目前已纷纷采用单片机构成专用系统。
4.工业自动化:如工业过程控制,过程监测,工业控制器及机电一体化系统等,这些系统除一些小型工控机之外,许多都是以单片机为核心的单机或多机网络系统。
5.智能仪表与集成智能传感器传统的控制电路:目前各种变送器,电气测量仪表普遍采用单片机应用系统替代传统的测量系统,使测量系统具有各种智能化功能。
将单片机和传感器相结合可以构成新一代的智能传感器。
他将传感器初级变换后的电量做进一步的变换,处理,输出能满足远距离传送,能与微机接口的数字信号。
6.汽车电子与航空航天电子系统:通常在这些电子系统中的集中显示系统,动力监测控制系统,自动驾驭系统,通信系统,以及运行监视器(黑匣子)等,都要都成冗余的网络系统。
1.2 选题背景及设计意义一、选题背景最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略发明的。
他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡。
使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中。
随着温度的变化,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。
这种温度计,受外界大气压强等环境因素的影响较大,所以测量误差大。
荷兰人华伦海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计。
把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0℉,把纯水凝固时的温度定为32℉,把标准大气压下水沸腾的温度定为212℉,用℉代表华氏温度,这就是华氏温度计。
二、设计意义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,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。
它具有结构简单,不需外接元件,采用一根I/ O 数据线既可供电又可传输数据、并可由用户设置温度报警界限等特点,可广泛用于食品库、冷库、粮库等需要控制温度的地方。
该设计控制器使用单片机AT 89S51,测温传感器使用DS18B20,,实现温度显示,能准确达到以下要求:测温范围-55℃~125℃精度误差小于0.5℃。
LED数码管直读显示可以任意设置温度的上下限报警功能。
1.3设计方案论证方案一:本电路是温度计的设计,在测温电路中利用热敏电阻器件的感温效应,将随被测温变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,用单片机进行数据处理,经显示电路就可以显示出来。
方案二:在日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制,传统的测温元件有热电偶和热电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,需要比较多的外部硬件支持,硬件电路复杂,软件调试复杂,制作成本高。
方案三:基于单片机的温度传感器设计的数字温度计已经很成熟,各种精度很高的温度计不断推出。
数字温度计要求检测的精度必须高于控制的精确度,否则无从实现控制的精度要求。
所以精度已经成为数字温度计的一项重要的性能参数。
因此追求高精度是数字温度计的一个目标。
不仅如此,检测还涉及国计民生各个部门,可以说在所以科学技术领域无时不在进行检测。
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。
同时,科学技术的发展达到的水平越高,又为检测技术、传感器技术提供了新的前提手段。
目前市场上出现了很多传感器,很多精度高的传感器已经出现,而且精度越来越高。
数字温度计未来将会更精确、更人性化,为我们做出更多贡献。
为此我们选择方案三的设计,框图如下:图1-1 时钟结构图温度计电路设计总体设计方框图如图所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用四位LED数码管以串行口传送数据实现温度显示。
第二章硬件设计2.1硬件电路的设计图2-1 硬件电路设计图本设计系统共由四部分组成:①AT89S51为控制装置,负责各部分的控制和数据采集。
②DB9和MAX232组成了通讯系统,负责和上位机通讯的TTL/RS232电平转换。
③DS18B20为温度测量装置,负责对温度进行采集并转换为数字信号送AT89S51进行处理。
④共阳极数码管为显示装置,负责显示工作状态和DS18B20 采集到的数据。
注:LED数码管驱动电路中采用P0 口加上拉电阻的形式,为方便焊接,本设计中电阻使用了排阻的方式,三极管使用的是S9012.1、时钟电路时钟电路可以简单定义如下:1.就是产生象时钟一样准确的振荡电路。
2.任何工作都按时间顺序。
用于产生这个时间的电路就是时钟电路。
时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号,时序是指令执行中各信号之间的相互关系。
单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作方式的实现,电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。
在AT89S51单片机内部带有时钟电路,因此,只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件(晶体振荡器和电容),即可构成一个稳定的自激振荡器。
在AT89s51芯片内部有一个高增益反相放大器,而在芯片的外部,XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。
在单片机的XTAL1脚和XTAL2脚之间并接一个晶体振荡器就构成了内部振荡方式。
AT89S51单片机内部有一个高增益的反相放大器,XTAL1为内部反相放大器的输入端,XTAL2为内部反相放大器的输出端,在其两端接上晶振后,就构成了自激振荡电路,并产生振荡脉冲,振荡电路输出的脉冲信号的频率就是晶振的固有频率。
在实际应用中通常还需要在晶振的两端和地之间各并上一个小电容。
AT89S51的时钟电路如图2.2所示:图中,电容器C1、C2常称为微调电容,其作用有三个:快速起振、稳定振荡频率、微调振荡频率。
AT89S51单片机允许外接0~33M Hz的晶振,电容器C1、C2可取5pF~33pF。
一般情况下,使用频率较低的晶振时,C1、C2的容量可选大一点。
为了更好地保证振荡器稳定可靠地工作,在实际装配电路时,晶振X和电容C1、C2应尽可能地安装在XTAL1、XTAL2引脚附近。
内部振荡方式所得到时钟信号比较稳定,在实际电路中,一般是选用内部振荡方式。
用晶振和电容构成谐振电路。
电容大小与晶振频率和工作电压有关。
但电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性,为了提高精度,本实验板采用30pF的电容作为微调电容。
在设计电路板时,晶振、电容等均应尽可能靠近芯片,以减小分布电容,保证振荡器振荡的稳定性。
2、复位电路复位的功能:复位是单片机的初始化操作,其目的是使CPU和系统中各部分处于一个确定的状态,并从这一状态开始工作。
系统上电路或死机后都要进行复位操作。
单片机复位时,将程序计数器PC初始化为0000H,表明复位后程序从0000H地址单元开始执行,同时复位时输出控制信号ALE,PSEN均为高电平。
复位后,P0~P3口输出高电平,且使准双向口均处于输入状态。
复位不改变片内RAM单元的内容,但使各特殊功能寄存器SFR回复到初始状态,复位后各特殊功能寄存器值如表2—6所示:表2—6 主要特殊功能寄存器复位初始值特殊功能寄存器初始值特殊功能寄存器初始值ACC 00H TCON 00HB 00H TMOD 00HPSW 00H TL0 00HSP 07H TH0 00HDPTR 0000H TL1 00HP0~P3 FFH TH1 00HPCON 0XXX 0000B T2CON 00HAUXR XXX0 0XX0B T2MOD XXXX XX00BAUXR1 XXXX XXX0B RCAP2L 00HIE 0X00 0000B RCAP2H 00HIP XX00 0000B TL2 00HSCON 00H TH2 00HSBUF XXXXWDTRST XXXX XXXXBXXXXXB表2—6中部分符号的含义如下:PSW=00H:表明复位后自动选择第0组工作寄存器组为当前工作寄存器组SP=07H:表明堆栈指针指向片内RAM07H单元,堆栈的压入操作为先加后压,所以第一个被压入的数据存放在08H单元中P0~P3=FFH:表明各端口写入1,此时各端口既可作输入口,也可以作输出口AUXR=XXX0 0XX0:表明ALE引脚在CPU不访问外部存储器期间有脉冲信号输出AUXR1=XXXX XXX0:表明选择DPTR0作数据指针IE=00H:表明各中断均关闭TCON=00H:表明T0,T1 均被停止SCON=00H:表明串口处于方式0,允许发送,不允许接收PCON=00H:表明SMOD=0,波特率不加倍。