【正文】 西安文理學院物理與機械電子工程學院課程設(shè)計報告專業(yè)班級 10級電子信息工程2班 課 程 單片機原理與接口技術(shù) 題 目 基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計 學 號 08101100219 學生姓名 李斌 指導教師 魏坤 2013年11月西安文理學院物理與機械電子工程學院課程設(shè)計任務(wù)書學生姓名 李斌 專業(yè)班級 電子信息工程（2）班學 號 08101100219 指導教師 魏坤 職 稱 講師 教研室 課 程 單片機原理與接口技術(shù) 題目 基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計 任務(wù)與要求 利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20與單片機結(jié)合來測量溫度。利用數(shù)字溫度傳感DS18B20測量溫度信號，計算后在LED數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的溫度值。其溫度測量范圍為55 0C～125 0C， 0C。數(shù)字溫度計所測量的溫度采用數(shù)字顯示，控制器使用單片機AT89C51，測溫傳感器使用DS18B20，用3位共陽極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)溫度顯示。設(shè)計要求 (1) 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求給出實現(xiàn)原理及具體實現(xiàn)方案；(2) 給出電路設(shè)計的具體電路，編寫出相應(yīng)的溫度采集顯示程序；(3) 通過相應(yīng)軟件進行調(diào)試，給出調(diào)試結(jié)果，并進行相應(yīng)分析； (4) 論文要求思路清晰，結(jié)構(gòu)合理，語言流暢，書寫格式符合要求。開始日期 20131125 完成日期 2013126 2013年 12 月 6 日目錄設(shè)計目的……………………………………………4 設(shè)計任務(wù)和要求……………………………………4 總體設(shè)計方案……………………………………… 4功能模塊設(shè)計與分析……………………………… 9 電路的安裝與調(diào)試…………………………………12 實驗儀器及元器件清單……………………………15心得體會……………………………………………15附錄一 系統(tǒng)電路圖……………………………… 20一、設(shè)計目的本設(shè)計以AT89S52單片機（海翔HXV2開發(fā)板）為核心的溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計方法。溫度信號由溫度芯片DS18B20采集，并以數(shù)字信號的方式傳送給單片機。文中介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測電路、數(shù)碼管掃描電路，顯示電路。單片機通過對信號進行相應(yīng)處理，從而實現(xiàn)溫度的采集，量化，輸出，顯示的目的。文中還著重介紹了軟、硬件設(shè)計及C語言實現(xiàn)部分，在這里采用模塊化編程結(jié)構(gòu)。主要模塊有：端口定義程序、函數(shù)定義及主函數(shù)程序、定時器中斷程序、延時函數(shù)程序、DS18B20初始化定義程序。通過本次課程設(shè)計，更加深對51單片機的了解，進一步加深我們對51單片機解決實際問題的工作能力。 設(shè)計要求和任務(wù) 利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20與單片機結(jié)合來測量溫度。利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量溫度信號，計算后在LED數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的溫度值。其溫度測量范圍為55 0C～125 0C， 0C。數(shù)字溫度計所測量的溫度采用數(shù)字顯示，控制器使用單片機AT89C51，測溫傳感器使用DS18B20，用3位共陽極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)溫度顯示。設(shè)計要求 (1) 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求給出實現(xiàn)原理及具體實現(xiàn)方案；(2) 給出電路設(shè)計的具體電路，編寫出相應(yīng)的溫度采集顯示程序；(3) 通過相應(yīng)軟件進行調(diào)試，給出調(diào)試結(jié)果，并進行相應(yīng)分析；(4) 論文要求思路清晰，結(jié)構(gòu)合理，語言流暢，書寫格式符合要求。設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一個具有基于DS1820數(shù)字溫度傳感器的溫度檢測及顯示的系統(tǒng)。要求系統(tǒng)具有以下功能： (1) 一路溫度檢測； (2) 具有數(shù)碼管顯示功能； (3) 具有動態(tài)掃描功能； (4) 定時器控制掃描時間； (5) 溫度變化數(shù)碼管能及時刷新顯示溫度；三、總體設(shè)計方案 DS18B20 DS18B20的工作原理DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由2s 減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對 低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器1重 新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即 為所測溫度。圖3中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預(yù)置值。 DS18B20有4個主要的數(shù)據(jù)部件： （1）光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。（2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB形式表達，其中S為符號位。 LS Byte bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1