单片机数字温度计课程设计报告

单片机原理与接口技术课程设计题目：数字温度计课程设计报告 院 系：工学院电气与电子工程系 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 二一七年十二月数字温度计课程设计报告摘 要在日常生活及工农业生产中经常要检测温度，传统的方式是采用热电偶或热电阻。其硬件电路和软件调试比较复杂，制作成本较高。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正不断走向深入。所以我们选用单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用单片机本生的优势节约成本，使电路更简单。温度的检测与控制是工业生产过程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，利用新型单总线式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。在这里介绍了一种基于 STC89C51 单片机的温度测量及控制系统的硬件结构以及 C 语言程序设计，该系统设计和布线简单，结构紧凑，体积小，重量轻，抗干扰能力强，性价比高，扩展方便，在大型仓库，工厂，智能化建筑等领域的多点温度检测中有广阔的应用前景。关键词：DS18B20 STC89C51 温度测量The Design Report of the Digital Thermometer CourseABSTRACTTemperature is often detected in daily life and industrial and agricultural production. The traditional way is to use thermocouples or thermal resistors. Its hardware circuit and software debugging are more complex, and the production cost is high. In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of MCU is going deep. Therefore, we choose the MCU as the core component for logical control and signal production, using the advantages of the single chip microcomputer to save cost and make the circuit more simple. Temperature detection and control is one of the typical applications in the industrial production process. With the wider application of sensors in production and life, the new single bus digital temperature sensor is applied to achieve faster development of temperature test and control. Here introduces a kind of hardware structure of the temperature measurement and control system of STC89C51 microcontroller and C language program design based on the system design and layout is simple, compact structure, small volume, light weight, strong anti-interference ability, high performance, easy to expand, the factory in large warehouse, and has wide application prospect in many the temperature detection in the field of intelligent building.Key words：DS18B20 STC89C51 temperature measurement目录第 1 章 绪论 .- 1 -第 2 章 设计任务 .- 2 -2.1 设计目的 .- 2 -2.2 设计指标 .- 2 -2.3 设计要求 .- 2 -第 3 章 设计思路与总体框图. .- 3 -第 4 章 系统硬件电路的设计 .- 4 -4.1 主控电路 .- 4 -4.2 温度显示电路 .- 4 -4.3 按键电路 .- 5 -4.4 报警电路 .- 5 -第 5 章 系统设计仿真 .- 6 -5.1 仿真原理图 .- 6 -5.2 功能元件的分析 .- 6 -第 6 章 系统软件设计 .- 12 -6.1 主程序 .- 12 -6.2 读出温度子程序 .- 13 -6.3 温度转换命令子程序 .- 13 -6.4 计算温度子程序 .- 13 -6.5 1602 的液晶显示 .- 14 -结论 .- 15 -致谢 .- 16 -参考文献 .- 18 -附录 .- 19 - 1 -第 1 章 绪论单片机技术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制，智能仪器仪表， 机电一体化产品，家用电器等各个领域。学生在课程设计，毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识，而且，进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。鉴于此，提高“单片机原理及应用”课的教学效果，让学生参与课程设计实习甚为重要。单片机应用技术涉及的内容十分广泛，如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法，是一个很有价值的教学项目。为此，我们进行了“单片机的学习与应用”方面的电子系统设计，锻炼学生的动脑动手以及协作能力。单片机课程设计是针对模拟电子技术，数字逻辑电路，电路，单片机的原理及应用课程的要求，对我们进行综合性实践训练的实践学习环节，它包括选择课设任务、软件设计，硬件设计，调试和编写课设报告等实践内容。通过此次课程设计实现以下三个目标:第一，让学生初步掌握单片机课程的试验、设计方法，即学生根据设计要求和性能约束，查阅文献资料，收集、分析类似的相关题目，并通过元器件的组装调试等实践环节，使最终硬件电路达到题目要求的性能指标；第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础，毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。第三，培养学生勤于思考乐于动手的习惯，同时通过设计并制作单片机类产品，使学生能够自己不断地学习接受新知识（如在本课设题目中存在智能测温器件 AD590，就是课堂环节中不曾提及的“新器件” ） ，通过多人的合作解决现实中存在的问题，从而不断地增强学生在该方面的自信心及兴趣，也提高了学生的动手能力，对学生以后步入社会参加工作打下一定良好的实践基础- 2 -第 2 章 设计任务2.1 设计目的1. 了解数字温度计及工作原理。2. 进一步掌握数字温度计设计方法。 3. 进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 4. 进一步掌握 KEIL 和仿真软件的应用。5. 进一步熟悉集成电路的引脚安排.。2.2 设计指标1. 显示温度。2. 可以显示大于零度的温度也可以显示小于零度的温度。3. 具有显示相应环境温度的功能，并且具有超出设定范围内温度时可以报 警的功能，相应环境可以人为选择。2.3 设计要求1. 画出总体设计框图，以说明数字温度计由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系。并以文字对原理作辅助说明。2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。3. 选择合适的元器件，在面包板上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在确定电路充分正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。4. 在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线进行合理布局，进行整个数字温度电路的接线调试。- 3 -第 3 章 设计思路与总体框图.数字温度计由主控制器（单片机） 、温度传感器(DS18B20)、显示器(LCD1602)、独立按键和报警电路组成，温度传感器所感应的温度信号经过其数据传输引脚传送给单片机，单片机将所接收到的温度信号经过处理，将其送至显示器 LCD1602 显示，并且能够通过独立按键设置温度报警值，若温度处于报警上限和下限之外，报警电路工作。图 1 所示为数字温度计的一般结构框图： 图 1 数 字 温 度 计 结 构 框 图DS18B20 传感器蜂鸣器，指示灯报警温度调整键单片机时钟振荡STC90C51主控制器LCD1602 显示- 4 -第 4 章 系统硬件电路的设计4.1 主控电路单片机 STC90C51 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口同时使用以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。晶振采用 12MHZ 图 2 主 控 电 路4.2 温度显示电路采用液晶显示屏 LCD1602 显示，第一行显示“18B20 OK TL”和报警下限值,第二行显示实时温度以及报警上限值，并且能够显示负温度值。用 P0 口进行 LCD1602 的数据写操作，P2.5P2.7 口进行 LCD1602 的命令控制端口。电路图如下：- 5 - 图 4 温 度 显 示 电 路 4.3 按键电路 本系统一共设置了四个按键，k1 键设置温度下限加，k2 键设置温度下限减k3 键设置温度上限加，k4 键设置温度上限减。 图 5 按 键 电 路4.4 报警电路 本设计采用蜂鸣器和 LED 灯组成报警电路，电路图如下： 图 6 报 警