單片機課程設(shè)計—數(shù)字溫度計(已修改)
2025-01-30 15:44 本頁面
【正文】 1 課題任務(wù)、功能要求說明及總體方案介紹 課題目的隨著社會的發(fā)展，溫度的測量及控制變得越來越重要。本文采用單片機STC89S52設(shè)計了溫度實時測量及控制系統(tǒng)。單片機STC89S52 能夠根據(jù)溫度傳感器DS18B20 所采集的溫度在數(shù)碼管上實時顯示，通過控制從而把溫度控制在設(shè)定的范圍之內(nèi)。所有溫度數(shù)據(jù)均通過4位數(shù)碼管LED顯示出來。系統(tǒng)可以根據(jù)時鐘存儲相關(guān)的數(shù)據(jù)。通過該課程的學習使我們對計算機控制系統(tǒng)有一個全面的了解、掌握常規(guī)控制算法的使用方法、掌握簡單微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)軟硬的設(shè)計方法，進一步鍛煉同學們在微型計算機應(yīng)用方面的實際工作能力。 功能要求說明設(shè)計一個具有特定功能的數(shù)字溫度計。該數(shù)字溫度計上電或按鍵復位后能自動顯示系統(tǒng)提示符“P.”，進入準備工作狀態(tài)。測量溫度范圍0℃～99℃，測量精度小數(shù)點后兩位，可以通過開始和結(jié)束鍵控制數(shù)字溫度計的工作狀態(tài)。 設(shè)計課題總體方案介紹及工作原理說明 設(shè)計課題總體方案(1)根據(jù)設(shè)計要求,選擇AT89C52單片機為核心器件。(2)溫度檢測器件采用DS18B20數(shù)字式溫度傳感器。(3)鍵盤采用獨立式按鍵，由三個按鍵組成，分別是：設(shè)置鍵（SET）,加一建（+1），確認鍵（RET）。(4)SET鍵（上下限溫度設(shè)置鍵）：當該鍵按下時，進入上下限溫度設(shè)置功能。(5)+1鍵（加一調(diào)整鍵）：在輸入上下限溫度時，該鍵按下一次，被調(diào)整位加一。(6)RET鍵（確認鍵）:當該鍵按下時，指向下一個要調(diào)整的位。 工作原理說明本課題以是80S52單片機為核心設(shè)計的一種數(shù)字溫度控制系統(tǒng)，利用溫度傳感器DS18B20可以直接讀取被測溫度值，進行轉(zhuǎn)換的特性，模擬溫度值經(jīng)過DS18B20處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，然后送到單片機中進行數(shù)據(jù)處理，并與設(shè)置的溫度報警限比較，超過限度后通過揚聲器報警。同時處理后的數(shù)據(jù)送到LED中顯示。 2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 課題硬件系統(tǒng)各模塊功能簡要介紹硬件電路設(shè)計總體框圖為圖1：4位LED顯示器LED顯示器驅(qū)動電路單片機按鍵輸入電路時鐘電路復位電路溫度檢測電源電路 圖1單片機AT89S52具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用。 顯示電路采用四位共陽LED數(shù)碼管，從P3口RXD,TXD串口輸出段碼。 DS18B20是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點如下：? 獨特的單線接口僅需一個端口引腳進行通訊? 簡單的多點分布應(yīng)用? 無需外部器件? 可通過數(shù)據(jù)線供電? 零待機功耗? 測溫范圍55~+125℃，℃遞增。華氏器件67~+2570F， 遞增? 溫度以9 位數(shù)字量讀出? 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時間200ms（典型值）? 用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置? 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列、各種封裝形式如圖 2所示，DQ 為數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源；GND為地信號；VDD為可選擇的VDD引腳。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。其電路圖如圖2所示.。 圖2 外部封裝形式 在仿真軟件中如圖3所示 圖3DS18B20的測溫原理如圖4所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，每次測量前，首先將55 ℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和
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