基于单片机的数字温度计该

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单片机基于stm32的数字温度计设计

单片机基于stm32的数字温度计设计

单片机基于stm32的数字温度计设计
数字温度计是一种用于测量环境温度的设备。

在这个问题中,我们将使用基于STM32的单片机来设计一个数字温度计。

为了设计这个温度计,我们需要以下组件和步骤:
1. STM32单片机:STM32是一种基于ARM架构的单片机,它具有强大的计算能力和丰富的外设接口,适用于各种应用。

2. 温度传感器:我们需要选择一种适合的温度传感器,常用的有数字式温度传感器,如DS18B20。

3. 连接电路:将温度传感器连接到STM32单片机。

这通常需要使用一些电子元件,如电阻、电容和连接线等来建立电路连接。

4. 编程:使用适合STM32单片机的编程语言,如C语言,来编写程序。

程序将读取温度传感器的数据,并将其转换为数字值。

5. 温度显示:将温度数据显示在合适的显示设备上,如LCD显示屏或七段数码管。

可以使用STM32单片机的GPIO口控制这些显示设备。

6. 数据处理:可以对温度数据进行进一步处理,如计算平均温度、设定警报阈值等。

以上是一个基本的数字温度计设计的流程。

具体的实现细节和代码编写可能需要根据具体的硬件和软件平台进行调整。

基于STC89C52单片机的数字温度计(附源代码,完美实现)

基于STC89C52单片机的数字温度计(附源代码,完美实现)

基于STC89C52单片机的数字温度计学院:信息科学与工程学院专业:电子信息科学与技术一、摘要温度的检测是工业生产中比较典型的应用之一,随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用,利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。

本文设计了一种基于STC89C52单片机的温度检测系统,该系统将温度传感器DS18B20接在控制器的端口上,对温度进行采集,将采集到的温度值显示在1602液晶屏上。

经实验测试表明,该系统设计和布线简单,结构紧凑,有可读性高,反应速度快,测量准确,抗干扰能力强,性价比高,扩展方便等优点,具有关阔的应用前景。

关键词:STC89C52 数字温度计 DS18B20二、前言随着人民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是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子。

单片机控制温度检测系统的温感系统主要是DS18B20芯片,该芯片由一根总线控制,电压范围为3.0v--5.5v。

DS18B20具有测温方便、测温范围广、测温精度高等特点。

出于对此类问题的探索,我们设计并制作了此温度检测系统。

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,该设计控制器模块主要使用STC89C52单片机,测温传感模块使用DS18B20;显示模块使用1602液晶显示屏,可以只管、准确的显示所测温度值。

三、系统组成及工作原理3.1、总体设计方案经分析,将系统分为两个部分,一个是由温度传感器DS18B20组成的检测部分,另一个是由单片机和1602液晶组成的主控与显示部分。

如图所示DS18B20将检测到的数据送到单片机,单片机对接收到的数据进行处理并送到1602显示,6V电源给各个部分供电。

3.2系统单元的选择与论证3.2.1单片机控制模块的选择与论证方案一:采用XC9000系列的FPGA。

基于单片机的数字温度计的设计与实现毕业设计论文

基于单片机的数字温度计的设计与实现毕业设计论文

基于单片机的数字温度计的设计与实现摘要采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。

在生产过程中,为了高效地进行生产,必须对它的主要参数,如温度、压力、流量等进行有效的控制。

传统的测温元件有热电偶和二电阻。

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,这些方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持。

我们用一种相对比较简单的方式来测量。

温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。

DS18B20可以直接读出温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。

本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件,测量范围0℃-~+100℃,使用七级数码管LED模块显示,能设置温度报警上下限。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器DS18B20的原理,AT89C51单片机功能和应用,该电路设计新颖、功能强大、结构简单。

关键词:温度测量;DS18B20 ; AT89C51Design of Digital Thermomer Based on SCMABSTRACTControlled by single-chip microcomputer to control not only to them, advantages of simplicity and flexibility, and can significantly increase the temperature specifications, which can significantly increase the quality and quantity of the products. In the process of production, in order to efficiently produce, it must be the main parameters, such as temperature, pressure, flow, and other effective control. Traditional temperature measuring component thermocouple and resistance. Are generally voltage of thermocouple and thermal resistance measured, then converted to the corresponding temperature, these methods are relatively complex and requires more external hardware support. We are in a relatively simple way to measure.-55~125 ºc temperature range, maximum resolution up to 0.0625 ºc. DS18B20 can read temperature value, and wire connected to the microcontroller, reduced external hardware circuits, low cost and ease of use features.The introduction of a cost-based AT89C51 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor, measuring scope 0℃-~+100℃,can set the warning limitation, the use of Seven digital tube seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.Keywords:Temperature measurement ;DS18B20 ;AT89C51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.1.1 国内外现状 (1)1.1.2 课题背景及研究意义 (2)1.2 设计内容及性能指标 (2)1.3 系统概述 (3)1.3.1 系统方案论证与比较 (3)1.3.2 系统设计原理与组成 (5)第二章开发工具Proteus与Keil (6)2.1 Proteus软件 (6)2.1.1 Proteus简介 (6)2.1.2 4大功能模块 (6)2.1.3 Proteus简单应用 (8)2.2 Keil软件 (8)2.2.1 Keil软件简介 (8)2.2.2 Keil软件调试功能 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1 单片机的选择 (10)3.1.1 AT89C51单片机的介绍 (10)3.1.2 AT89C51单片机主要特性 (11)3.2 温度传感器的选择 (13)3.3 硬件电路设计 (17)第四章系统软件设计 (20)4.1 各模块的程序设计 (20)4.2 Protues测温仿真 (25)4.3 系统调试 (28)4.4 结果分析 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 全部程序清单 (34)附录2 系统总体设计图 (41)第一章绪论1.1引言1.1.1 国内外现状温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距。

基于单片机的数显温度计的设计与实现

基于单片机的数显温度计的设计与实现

基于单片机的数显温度计的设计与实现1. 概述本文介绍一种基于单片机的数显温度计的设计和实现。

该温度计具有高准确度和实用性,并可根据实际需求进行扩展和改进。

其主要功能包括:采集温度信号、数字化处理、显示温度数值等。

2. 硬件设计该温度计的硬件设计主要包括采集电路、显示电路、控制电路等。

采集电路:采用热敏电阻TH35作为温度传感器,采集温度信号,并通过AD转换将模拟信号转换为数字信号。

可以选用单片机内置的AD转换模块,也可以采用外部AD转换芯片。

显示电路:采用数码管进行温度数值的显示。

可选用共阳数码管或共阴数码管,根据不同的驱动电路来驱动相应的数码管。

也可以采用液晶显示屏等其他显示方式。

控制电路:采用单片机控制整个温度计的工作。

主要包括单片机控制部分和电源部分。

单片机控制部分包括电路主频设置、AD转换控制、数码管显示控制等;电源部分包括稳压电路、滤波电路等。

3. 软件设计该温度计的软件设计主要包括单片机程序设计和上位机程序设计。

单片机程序设计:单片机程序设计包括AD转换程序、显示程序、控制程序等。

AD转换程序是将采集到的模拟信号转换为数字信号的程序,显示程序是将数字信号转换为温度数值并显示出来的程序,控制程序是整个温度计的控制程序,负责控制各个模块的工作以及对外部指令的响应等。

上位机程序设计:上位机程序设计是将温度计的温度数据通过串口传输到上位机,并在上位机上进行显示和处理。

通过上位机程序,用户可以方便地进行实时监测、数据记录、数据分析等操作。

4. 总结本文介绍了一种基于单片机的数显温度计的设计和实现。

该温度计具有高准确度和实用性,并且可根据实际需求进行扩展和改进。

其设计思路简单、结构清晰、功能齐全,适合广泛应用于各种需要温度监测的场合。

基于单片机的数字温度计的课程设计

基于单片机的数字温度计的课程设计

基于单片机的数字温度计的课程设计随着科技发展,单片机技术受到了广泛的应用,并得到了广泛的重视。

本设计以现有单片机ADUC7024系统为基础,设计和实现了一款基于单片机的数字温度计,旨在解决过热或者过冷的问题,通过温度检测器在给定的温度范围内确定温度,并控制过热和过冷的情况。

(一)设计的概述本设计的主要内容是分析ADUC7024硬件,对硬件进行器件选型,完成系统模块的设计,以及ADUC7024以现有程序设计语言完成控制程序设计,最后采用ADUC7024作为控制器,与温度检测器、LED等模块进行硬件联通,完成一个简单的温度检测控制系统。

1、器件选型:本设计采用ADUC7024作为系统的控制器,采取温度传感器采用的是DS18B20温度芯片芯片,显示采用的是LED系列的指示灯,系统开关采用的是两个按键作为上升按钮和下降按钮。

2、硬件模块:本次设计以ADUC7024硬件为主框架,以温度检测器连接ADUC7024控制器,可以实现温度范围内数字检测,LED显示屏以温度为参数,可根据设定的温度范围指示异常温度;系统开关采用按键开关来控制,多出的端口可实现报警功能。

本设计采用ADUC7024系统控制器,设计一款基于单片机的温度检测控制系统的电路,主要包括:外部中断、输入输出口、充电输出和按键检测电路,电路图如下图1所示:1、主程序:本次设计采用C语言编写,主程序负责实现温度检测、控制操作功能。

主程序中采用外部中断和充电输出实现数据的获取和操作的控制,采用按键输入调节温度,并且可以把某一温度范围内的上下限定值写入EEPROM,控制系统会及时获取当前温度,比较当前温度与上下限值,如果出现过热或者过冷,则会发出警报。

2、子程序:本次设计还编写了多个子程序,用于实现数据处理、按键检测等功能,并在主程序中进行调用,使程序更加规范。

基于单片机数字温度计课程设计

基于单片机数字温度计课程设计

基于单片机数字温度计课程设计
基于单片机的数字温度计课程设计是一个非常有趣和实用的项目。

首先,我们需要选择合适的单片机,比如常用的Arduino或者STM32等。

然后,我们需要选择合适的温度传感器,比如LM35或者DS18B20等。

接下来,我们可以按照以下步骤进行课程设计:
1. 硬件设计,首先,我们需要将单片机和温度传感器连接起来,这涉及到电路设计和焊接。

我们需要确保电路连接正确,传感器能
够准确地读取温度,并且单片机能够正确地接收并处理传感器的数据。

2. 软件设计,接下来,我们需要编写单片机的程序,以便能够
读取传感器的数据,并将其转换为数字温度值。

我们可以使用C语
言或者Arduino的编程语言来实现这一步骤。

在程序设计中,需要
考虑到温度的单位转换、数据的精度等问题。

3. 显示设计,我们可以选择合适的显示设备来展示温度数值,
比如数码管、液晶显示屏或者OLED屏幕等。

在设计中,我们需要考
虑到显示的清晰度、易读性以及节能等因素。

4. 功能扩展,除了基本的温度显示功能,我们还可以考虑对数
字温度计进行功能扩展,比如添加报警功能、数据存储功能或者远
程监控功能等,这些功能的添加可以提升数字温度计的实用性和趣
味性。

5. 测试与优化,最后,我们需要对设计的数字温度计进行测试,并不断优化,确保其稳定可靠、准确无误地显示温度。

总的来说,基于单片机的数字温度计课程设计涉及到硬件设计、软件设计、显示设计、功能扩展、测试与优化等多个方面,学生可
以通过这样的课程设计项目,全面提升自己的电子设计和编程能力,同时也能够实现一个实用的数字温度计产品。

基于单片机的数字温度计设计【文献综述】

数字温度传感器是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。目前,国际上已开发出多种数字温度传感器系列产品。数字温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。数字温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU),并且可通过软件来实现测试功能,即智能化取决于软件的开发水平。数字温度传感器包括数字温度传感器和石英温度传感器。数字温度传感器被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。用石英作为温度传感器的数字温度计可实现多种功能:用于热化疗仪中对药液的温度进行测量,能获得较好的测温效果;用于温度检测系统,测温系统可用于各行各业中。比如:可用于温室大棚的温度检测,当温度过高就产生报警信号;在轮胎生产中,进行的温度检测。
二、关键字:数字温度计、温度传感器、单片机
三、1、数字温度计的研究背景和意义
温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域,尤其在热学试验(如:物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验)中,有特别重要的意义。传统所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密,不容易准确分辨,读数困难,而且他们的热容量还比较大,达到热平衡所需的时间较长,因此很难读准,并且使用非常不方便。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,测温准确等优点,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。目前温度计的发展很快,从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等,温度计中传感器是它的重要组成部分,它的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。传感器应用极其广泛,目前已经研制出多种新型传感器。但是,作为应用系统设计人员需要根据系统要求选用适宜的传感器,并与自己设计的系统连接起来,从而构成性能优良的监控系统。

基于51单片机的数字温度计设计与实现

基于51单片机的数字温度计设计与实现数字温度计是一种能够测量环境温度并将其以数字形式显示出来的仪器。

它被广泛应用于各种领域,例如家庭、工业和实验室。

本文将介绍基于51单片机的数字温度计的设计与实现。

首先,我们需要了解51单片机的基本知识。

51单片机是一种8位微控制器,具有强大的计算和控制能力。

它是目前应用最广泛的单片机之一。

接下来,我们需要选择合适的温度传感器。

常用的温度传感器有热电偶、半导体温度传感器和热敏电阻等。

在本设计中,我们将使用LM35半导体温度传感器。

LM35具有精确度高、响应快的特点,非常适合用于数字温度计。

设计硬件电路是实现数字温度计的重要一步。

电路的核心是将传感器输出的模拟电压转换成数字信号。

我们可以使用ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号。

51单片机的内部有一个8位ADC,可以用来实现此功能。

在编程方面,我们可以使用C语言来编写单片机的程序。

使用51单片机的开发环境,如Keil C等,可以帮助我们更方便地编写程序。

算法的编写是实现数字温度计的关键。

我们需要将ADC转换出的数字信号进行处理,得到具体的温度数值。

这个数值可以通过一些公式来计算得出。

以LM35传感器为例,根据其数据手册可以得知,输出电压与温度之间的关系为温度(℃)=(传感器输出电压-0.5)/0.01。

通过这个公式,我们可以将ADC转换出的数字信号转换为实际的温度数值。

最后,我们需要将得到的温度数值以数字形式显示出来。

此时,我们可以使用数码管来进行显示。

51单片机具有多个IO口,可以直接驱动数码管进行数字的显示。

综上所述,基于51单片机的数字温度计的设计与实现主要包含选择温度传感器、设计硬件电路、编写单片机程序和显示温度数值这几个步骤。

通过合理的硬件设计和算法编写,我们可以实现一个准确可靠的数字温度计。

同时,我们也可以通过不断改进和增加功能,使其适应更多的应用场景。

希望本文对您的数字温度计设计与实现提供了一些参考。

基于51单片机的数字温度计

引言:数字温度计是一种基于51单片机的温度测量装置,它通过传感器感知环境的温度,并使用单片机将温度值转换为数字形式,并显示在液晶屏上。

本文将详细介绍数字温度计的设计原理、硬件连接、软件编程以及应用领域。

概述:数字温度计基于51单片机的设计理念,其基本原理是通过传感器将温度转换为电信号,然后通过ADC(模数转换器)将电信号转换为数字信号,最后使用单片机将数字信号转换为温度值。

同时,数字温度计还将温度值显示在液晶屏上,方便用户直观地了解环境温度。

正文内容:1. 硬件连接:1.1 使用温度传感器感知环境温度:常用的温度传感器有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。

通过将传感器连接到51单片机的引脚上,可以实现对环境温度的感知。

1.2 连接ADC进行模数转换:ADC是将模拟信号转换为数字信号的关键部件。

通过将51单片机的引脚连接到ADC芯片的输入端,可以将模拟的温度信号转换为数字信号。

1.3 连接液晶屏显示温度值:通过将51单片机的引脚连接到液晶屏的控制引脚和数据引脚,可以将温度值以数字形式显示在液晶屏上。

2. 软件编程:2.1 初始化引脚和ADC:在软件编程中,需要初始化51单片机的引脚设置和ADC的工作模式。

通过设置引脚为输入或输出,以及设置ADC的参考电压和工作模式,可以确保硬件正常工作。

2.2 温度测量算法:根据传感器的工作原理和电压-温度特性曲线,可以编写相应的算法将ADC测得的电压值转换为温度值。

例如,对于NTC热敏电阻,可以使用Steinhart-Hart公式进行温度计算。

2.3 温度值显示:将温度值以数字形式显示在液晶屏上。

通过设置液晶屏的控制引脚和数据引脚,可以控制液晶屏的显示内容,并将温度值以数字形式显示在屏幕上。

3. 基于51单片机的数字温度计应用:3.1 家庭温度监测:数字温度计可以安装在家庭中的不同区域,实时监测室内温度,并通过数字显示提供直观的温度信息。

这对于家庭的舒适性和节能都有重要意义。

基于51单片机数字温度计系统设计与实现

基于51单片机数字温度计系统设计与实现数字温度计是一种可以测量环境温度并将结果以数字方式显示的设备。

在本次任务中,我们将基于51单片机设计和实现一个数字温度计系统。

本文将介绍数字温度计的原理、硬件设计、软件设计以及系统的实施过程。

首先,让我们来了解一下数字温度计的工作原理。

数字温度计通过传感器获取环境温度的模拟信号,然后将其转换为数字信号进行处理,并最终在数字显示器上显示温度值。

通常,我们使用的传感器是温度敏感电阻或数字温度传感器。

接下来,我们将讨论硬件设计。

在本次任务中,我们使用的是51单片机作为主控制器。

我们需要连接一个温度传感器来测量温度,并将温度值转换为数字信号。

同时,我们还需要连接一个数字显示器,用于显示温度值。

为了实现这些功能,我们需要设计一个电路板,并正确布局电子元件。

另外,我们还需要通过键盘或按钮来控制系统的操作,例如切换温度单位等。

在软件设计方面,我们需要编写程序来完成以下任务:首先,我们需要初始化51单片机的引脚和中断。

然后,我们需要编写一个温度转换的函数,将传感器输出的模拟信号转换为数字信号。

接下来,我们需要编写一个显示函数,将转换后的数字温度值显示在数字显示器上。

最后,我们还可以添加一些功能,例如设置温度单位(摄氏度或华氏度)和存储温度数据等。

在系统实施过程中,我们需要按照以下步骤进行操作:首先,进行硬件的连接和组装。

确保所有电子元件正确连接并固定在电路板上。

然后,烧录编写好的程序到51单片机中。

接下来,我们可以通过设置开关或按键来控制系统的操作。

最后,我们可以测试系统的功能和性能,确保数字温度计正常工作。

值得注意的是,在设计和实现数字温度计系统时,我们需要考虑一些问题。

例如,温度传感器的精度和响应时间,数字显示器的显示精度和分辨率,以及系统的稳定性和可靠性等。

通过合理的设计和选择高质量的元件,我们可以提高系统的性能和可靠性。

总结起来,本次任务中我们基于51单片机设计和实现了一个数字温度计系统。

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题目: 基于单片机的数字温度计设计简介本文将介绍一种基于单片机的温度计,将程序下载入单片机中,电路板接上电源,电源指示灯亮,按下开关按钮,数码管显示当前温度。

由于采用了智能温度传感器DS18B20,所以本文所介绍的数字温度计与传统的温度计相比它的转换速率极快,进行读、写操作非常简便。

它具有数字化输出,可测量远距离的点温度。

系统具有微型化、微功耗、测量精度高、功能强大等特点,加之DS18B20内部的差错检验,所以它的抗干扰能力强,性能可靠,结构简单。

1.1 背景单片机,更确切的应称作微控制器,是20世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块,其特点是功能强大、体积小、可靠性高、价格低廉。

它一面世便在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领域得到广泛应用,极大地提高了这些领域的技术水平和自动化程度。

因此,单片机的开发、应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。

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,它给人带来的方便也是无可置疑的,其中数字温度计就是一个典型的例子。

随着人们对它的要求越来越高,要为现代人工作和生活提供更好、更方便的设施就需要从数字单片机技术入手,一切向着数字化控制、智能化控制方向发展。

温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域,尤其在热学实验(如:物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验)中,有特别重要的意义。

目前温度计的发展很快,从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。

现在所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计,这些温度计的刻度间隔通常都很密,不容易准确分辨,读数困难,而且他们的热容量还比较大,达到热平衡所需的时间较长,因此很难读准,并且使用非常不方便。

本文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、测温准确等优点,其输出温度采用数字显示,主要供测温要求准确的场所和科研实验室使用。

1.2 设计的目的和意义熟悉单片机STC89C51和传感器DS18B20的应用,及单片机与外围电路的接法,加深对单片机以及传感器的认识,了解单片机在日常生活中的应用及其重要性。

同时,通过查找资料,设计电路,使本次设计的数字温度计具有结构简单、成本低廉、精确度高、反应速度快、数字化显示和不易损坏等特点。

在这次设计中,熟悉了制作一个产品的总体流程,能熟练使用一些必要的设计工具和仿真工具等。

通过选认元件,连线,调试检测等过程,锻炼自己的理论联系实际的能力和实际操作能力,从而综合性地巩固所学的知识,为将来的工作做一次实战演习。

2 设计要求与方案论证2.1 设计要求本设计主要是应用51系列单片机设计一个数字温度计,该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,主要用于要求测温比较准确的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,用4位共阳极LED 数码管实现温度显示,其主要功能有:数字温度计测温范围:-55~125℃;可以实现四位温度显示,温度值精确到小数点后一位; 测温误差在正负0.5℃以内; 显示刷新速度为1s/次。

采用智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为-55~125℃,最高分辨率可达0.0625℃。

DS18B20可以直接读出被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。

而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。

2.3 总体设计方案按照系统设计功能的要求,确定系统由3个模块组成:主控制器、测温电路、显示电路。

数字温度计总体电路结构框图如图2-1所示。

图2-1 数字温度计总体电路结构框图DS18B20主控制器STC89C51显示电扫描驱3 硬件设计温度计电路设计原理图如图3-1所示,控制器使用单片机STC89C51,温度传感器使用DS18B20,用4位共阳LED数码管以动态扫描法实现温度显示。

用9012实现数码管驱动。

图3-1 电路原理图3.1 主要元件介绍3.1.1 主控制器本次设计采用的是单片机STC89C51[2]。

图3-2 STC89C51管脚图芯片共有40个引脚,引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口,如图3-2所示。

左边那列逆时针数起,依次为1,2,3,4......40,其中芯片的1脚顶上有一个凹点。

在单片机的40个引脚中,电源引脚2根,外接晶体振荡器引脚2根,控制引脚4根以及4组8位可编程I/O引脚32根。

STC89C51单片机有4组8为可编程I/O口,分别为P0、P1、P2、P3口,每个口有8位(8根引脚),共32根。

每一根引脚都可以编程,比如用来控制电机、交通灯等,开发产品时就是利用这些可编程引脚来实现我们想要的功能。

P0口:8位双向I/O口线,名称为P0.0-P0.7;P1口:8位准双向I/O口线,名称为P1.0-P1.7;P2口:8位准双向I/O口线,名称为P2.0-P2.7;P3口:8位准双向I/O口线,名称为P3.0-P3.7。

由于本次设计主要利用了单片机的P1口和P3口,所以对这两个I/O口做详细的介绍。

图3-3 P1口结构图图3-3为P1口其中一位的电路图,P1口为8位准双向口,每一位均可单独定义为输入或输出口,当作为输入口时,1写入锁存器,Q(非)=0,T2截止,内上拉电阻将电位拉至"1",此时该口输出为1,当0写入锁存器,Q(非)=1,T2导通,输出则为0。

作为输入口时,锁存器置1,Q(非)=0,T2截止,此时该位既可以把外部电路拉成低电平,也可由内部上拉电阻拉成高电平,正因为这个原因,所以P1口常称为准双向口。

需要说明的是,作为输入口使用时,有两种情况,其一是:首先是读锁存器的内容,进行处理后再写到锁存器中,这种操作即读—修改—写操作,象JBC(逻辑判断)、CPL(取反)、INC(递增)、DEC(递减)、ANL(与逻辑)和ORL(逻辑或)指令均属于这类操作。

其二是:读P1口线状态时,打开三态门G2,将外部状态读入CPU。

P3口的电路如图3-4所示,P3口为准双向口,为适应引脚的第二功能的需要,增加了第二功能控制逻辑,在真正的应用电路中,第二功能显得更为重要。

由于第二功能信号有输入输出两种情况,我们分别加以说明。

P3口的输入输出及P3口锁存器、中断、定时/计数器、串行口和特殊功能寄存器有关,P3口的第一功能和P1口一样可作为输入输出端口,同样具有字节操作和位操作两种方式,在位操作模式下,每一位均可定义为输入或输出。

我们着重讨论P3口的第二功能,P3口的第二功能各管脚定义如下:P3.0 串行输入口(RXD);P3.1 串行输出口(TXD);P3.2 外中断0(INT0);P3.3 外中断1(INT1);P3.4 定时/计数器0的外部输入口(T0);P3.5 定时/计数器1的外部输入口(T1);P3.6 外部数据存储器写选通(WR);P3.7 外部数据存储器读选通(RD)。

对于第二功能为输出引脚,当作I/O口使用时,第二功能信号线应保持高电平,与非门开通,以维持从锁存器到输出口数据输出通路畅通无阻。

而当作第二功能口线使用时,该位的锁存器置高电平,使与非门对第二功能信号的输出是畅通的,从而实现第二功能信号的输出。

对于第二功能为输入的信号引脚,在口线上的输入通路增设了一个缓冲器,输入的第二功能信号即从这个缓冲器的输出端取得。

而作为I/O口线输入端时,取自三态缓冲器的输出端。

这样,不管是作为输入口使用还是第二功能信号输入,输出电路中的锁存器输出和第二功能输出信号线均应置“1”。

图3-4 P3口结构图3.1.2 温度传感器DS18B201.DS18B20的主要特性[3]适应电压范围更宽,电压范围为3~5.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电;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理器与DS18B20的双向通讯;DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温;DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感器元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内;测温范围-55~125℃,在-10~85℃时精确度为正负0.5℃;可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃,可实现高精度测温;在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换成数字,12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字;测温结果直接输出数字温度信号,以“一线总线”串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力;用户可定义报警设置;负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。

2.DS18B20外形和引脚DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

DS18B20的外形及管脚排列如图3-5所示。

图3-5 DS18B20的外形图DS18B20引脚定义:(1)DQ为数字信号输入/输出端;(2)GND为接地端;(3)VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。

3.DS18B20的结构DS18B20采用3脚PR -35封装或8脚SOIC 封装,其内部结构框图如图3-6所示。

图3-6 DS18B20内部结构64位ROM 的结构开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共有48位,最后8位是前面56位的CRC 检验码,这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。

温度报警触发器TH 和TL ,可通过软件写入户报警上下限。

DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM 和一个非易失性的可电擦除的EERAM 。

高速暂存RAM 的结构为9字节的存储器,结构如图3-8所示。

头2个字节包含测得的温度信息,第3和第4字节TH 和TL 的拷贝,是易失的,每次上电复位时被刷新。

第5个字节,为配置寄存器,它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。

DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。

该字节各位的定义如图3-8所示。

低5位一直为1,TM 是工作模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式,DS18B20出厂时该位被设置为0,用户要去改动,R1和R0决定温度转换的精度位数,来设置分辨率。

I/OC64 位 ROM和 单 线 接 口高速缓存存储器与控制逻温度传感器高温触发器TH 低温触发器TL配置寄存器 8位CRC 发生器VddTM R11R01111....图3-8 DS18B20字节定义图3-7 RAM 的9字节定义表3-1 DS18B20温度转换时间表由表3-1可见,DS18B20温度转换的时间比较长,而且分辨率越高,所需要的温度数据转换时间越长。

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