基于某51单片机的数字温度计的设计报告材料(王强)

西安文理学院物理与机械电子工程学院

课程设计报告

专业班级 2011级测控技术与仪器一班

课程单片机课程设计

题目基于51单片机的数字温度计的设计

学号 0703110135

学生姓名王强

指导教师陈琦

2014年 5月

西安文理学院物理与机械电子工程学院

课程设计任务书

学生姓名王强专业班级11级测控一班学号0703110135 指导教师陈琦职称讲师教研室 B0406

课程单片机课程设计

题目基于51单片机的数字温度计的设计

任务与要求

1、学会使用51单片机，并对其内部结构进行深入的了解。

2、了解DS18B20的原理以及使用方式。

3、对于共阳极、共阴极数码管有个清楚的认识和掌握。

4、测得的结果范围在-55~125度，精度为0.5。

开始日期 2014年5月12日完成日期 2014年5月25日

2014年5月28日

基于51单片机的数字温度计的设计

摘要

本设计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下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与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，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。

关键词：单片机；数字温度传感器；最简温度检测系统;

目录

1 绪论 (1)

1.1选题的目的和意义 (1)

1.1.1选题的目的 (1)

1.1.2选题的意义 (1)

2 数字温度计的设计方案 (1)

2.1设计方案的确立及论证 (1)

2.2系统器件选择 (2)

2.2.1 单片机的选择 (2)

2.2.2 温度传感器的选择 (2)

3 系统硬件电路的设计 (4)

3.1温度检测电路 (4)

3.2显示电路 (5)

4 系统软件的设计 (6)

4.1概述 (6)

4.1.1 温度数据的计算处理方法 (7)

4.2主程序模块 (7)

4.3读温度值模块 (8)

4.4中断模块 (9)

4.5数码管驱动模块 (10)

5 实验仪器及元件清单 (11)

6 心得体会 (13)

致谢 (15)

参考文献 (17)

附录：源程序 (19)

1 绪论

1.1 选题的目的和意义

1.1.1选题的目的

利用单片机AT89S51和温度传感器DS18B20设计一个设计温度计，能够测量-55 ～125℃之间的温度值，用LCD液晶屏直接显示，测量精度为0.5℃。通过这次设计能够更加了解数字温度计的工作原理和熟悉单片机的发展和应用，巩固所学的知识。

1.1.2选题的意义

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，温度传感器DS18B20具有性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，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。

又随着电子技术的发展，人们的生活日趋数字化，多功能的数字温度计可以给我们的生活带来很大的方便；支持“一线总线”接口的温度传感器简化了数字温度计的设计，降低了成本；以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20为核心，以ATMEL 公司的AT89S51为控制器设计的DS18B20温度控制器结构简单、测温准确、具有一定控制功能的智能温度控制器。

本课题研究的重要意义在于生产过程中随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数，就需要受制于现代信息基础的发展水平。在三大信息信息采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是数字温度传感器技术，在我国各领域已经应用的非常广泛可以说是渗透到社会的每一个领域，与人民的生活和环境的温度息息相关。

2 数字温度计的设计方案

2.1 设计方案的确立及论证

基本功能要求：

(1)温度测量范围：-55~125度

(2)测量精度：0.5度

(3)显示方式：四位显示

(4)能够运用Protues仿真

2.2系统器件选择

2.2.1 单片机的选择

对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的

低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4kbytes 的可编程的 Flash 只读程序

存储器,兼容标准 8051 指令系统及引脚。它集 Flash 程序存储器既可在线编程

（ISP），也可用传统方法进行编程，所以低价位 AT89C51单片机可为提供许多高

性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。

单片机AT89C51 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。

2.2.2 温度传感器的选择

DS18B20 简单介绍:

DALLAS 最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。温度测量范围为-55～+125 摄氏度，可编程为9位～12 位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以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。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。

DS18B20 的性能特点如下：

●独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处