基于STC89C52单片机的LED温度计的设计.doc

自动化专业电子课程设计报告 题 目： LED温度计设计 （ 序号31 ） 姓名 学号 指导教师： 评阅成绩等次： 电气信息工程系 2010-2011 第二学期 目录 1.、设计的任务与要求 2 1.1系统设计的背景 2 1.2理论基础 2 2、总体设计和系统框图 2 2.1温度采集模块 3 2.2温度显示模块 3 3、设计方案 3 3.1硬件系统设计 3 3.1.1供电电路设计 3 3.1.2复位电路 4 3.1.3晶振电路 4 3.1.4温度采集模块设计 5 3.1.5显示电路 5 3.2软件系统设计 6 3.2.1 DS18B20的读写时序 6 3.2.2程序流程图 7 4、系统仿真和调试 9 5、设计结果分析 9 6、设计总结和体会 10 7、参考文献 10 附录一：硬件原理图 11 附录二：proteus仿真图 12 附录三：程序清单 12 摘要：本文介绍了采用51系列单片机和DS18B20温度传感器，实现数字温度测量，用数码管把温度实时显示出来，温度以一位符号位两位整数位和一位小数位的形式显示。 本系统主要包括供电模块、单片机最小系统模块、DS18B20温度采集模块和LED数码管显示模块。 关键词：51 DS18B20 LED 1.、设计的任务与要求 1.1系统设计的背景 温度的测量广泛的应用在工农业生产和社会生活中，由于工农业的发展要求温度的测量的精度和实时性提出了更高的要求，传统的水银温度计和热电偶等，存在测量不方便、精度低、采集和传输较复杂等缺点。本设计采用美国Dallas公司的DS18B20和stc89c52单片机构成温度测量系统，用LED数码管实时显示温度，具有更高的智能性和直观性。 1.2理论基础 要较好的设计出温度计，需要我们深入的了解DS18B20温度传感器的构造、接线、信息沟通，要较好的掌握51系列单片机的使用以及硬件搭建，LED数码管的显示原理以及与单片机的连接。要找出一个较好的温度采集方案，使得到的温度更加准确。 2、总体设计和系统框图 包括方案比较、方案论证、方案选择（以方框图的形式给出各方案，并简要说明） 为了以数字的形式来显示采集的温度我们需要以一个单片机来处理数据，由于对单片机的性能要求不是很高，我们采用51系列单片机来处理数据，系统总体方框图如图1。 图1 2.1温度采集模块 方案一、采用热电偶，热电偶是利用热电效应实现温度测量的敏感元件把温度信号转换成热电动势信号 图2 热电偶 图3 DS18B20 2.2温度显示模块 方案一、采用LCD1602液晶显示温度，液晶可以显示较多的字符，提供更多的信息，而且每次更新数据只需要更新一次，可以减少单片机的处理时间。 方案二、采用LED数码管显示，数码管显示的较清晰，且价格较便宜连接电路简单。虽然占用了单片机较多的时间，但本系统处理的任务较少， 所以可以采用数码管显示。 3、设计方案 3.1硬件系统设计 51系列单片机性能稳定价格便宜功耗低，使用于在较低应用下的智能系统的设计。 3.1.1供电电路设计 该单片机的正常工作电压为+5V，一种情况下可以由外界直接输入+5V电压比如USB供电，还可以由干电池供电。考虑到这两种情况，供电电路设计如图4所以，一路可以直接输入+5V电，另一路经过7805稳压芯片稳压成+5V提供给单片机。 图4 供电电路 3.1.2复位电路 复位是单片机的初始化操作，单片机启动运行时都需要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态。当MCS-51系列单片机的复位引脚RST出现两个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和手动复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作，手动复位为按下按键实现复位操作，电路设计如图5所示。 图5复位电路 图6晶振电路 3.1.3晶振电路 单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，最小系统起振电容一般采用15~33pF，越好晶振越好 3.1.4温度采集模块设计 本系统采用DS18B20作为温度采集芯片，DS18B20通过一个单线接口发送或接收信息，因此在中央微处理器和DS18B20之间仅需一条连接线，每只DS18B20都有一个独特的片序列号，所以多只DS18B20可以同时连在一根单线总线上。DS1820 依靠一个单线端口通讯。