毕业设计（论文）单片机数字温度计.docVIP

一、设计题目:数字式温度计 二、设计目的 1.理解掌握MCS-51系列单片机的功能和实际应用。 2.掌握仿真开发软件的使用。 3.掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。 三、设计要求 1.以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计。 2.采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测，检测精度为0.1 3.温度显示采用4位LED数码管显示，两位整数，一位小数，一位单位。 4.具有键盘输入上下限功能，超过上下限温度时，进行声音报警。 四、整体电路设计 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AT89S52，温度传感器采用DS18B20，用4位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 图1 总体设计方框图 五、系统的硬件构成及功能 1.主控制器 单片机AT89S52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3位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。 3.温度传感器 DS18B20温度传感器是美国DALLAS公司生产的一种改进型的智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它具有结构简单，能直接读出被测温度，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，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： （1）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； （2）多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； （3）无须外部器件； （4）可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V； （5）零待机功耗； （6）温度以9或12位数字； （7）用户可定义报警设置； （8）报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； （9）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，其内部结构框图如图2所示。 图2 DS18B20的内部结构图 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56位的CRC校验码，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。 T0-92封装的DS18B20的引脚排列见下图3，其引脚功能描述如下： （1）GND地信号 （2）DQ 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。 （3）VDD 可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。 图3 DS18B20引脚图 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E2RAM。后者用于存储TH，TL值。数据先写入RAM，经校验后再传给E2RAM。而配置寄存器为高速暂存器中的第5个字节，他的内容用于确定温度值的数字转换分辨率，DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。该字节各位的定义如下： 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，如表1所示： R0 R1 分辨率 温度最大转换时间 0 0 9位 93.75 0 1 10位 187.5 1 0 11位 275.00 1 1 12位 750.00 表1 R0和R1模式表 由表1可见，设定的分辨率越高，所需要的温度数据转换时间就越长。因此，在实际应用中要在分辨率和转换时间权衡考虑。 高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。 当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB形式表示。温度值格式如下: 对应的温度计算：当符号位S＝0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位S＝1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。表1是一部分温度值对应的二进制温度数据。 温度/℃ 二进制表示 十六进制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H