【正文】 分類號： TP 單位代碼： 107 密 級： 一般 學(xué) 號： 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 ： 基于 51 單片機的數(shù)字溫度計 專 業(yè)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 答辯日期： 二〇 一三 年 五 月 二十七 日 基于 51單片機 的數(shù)字溫度 計的設(shè)計 摘要： 本系統(tǒng)采用 AT89C51 型單片機作為數(shù)字溫度計控制核心，采用 DS18B20 溫度傳感器作為測溫電子元件，通過 LED顯示管傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)溫度的測量 ,并用發(fā)光二極管的滅和亮進行報警 。整個系統(tǒng) 包含 兩部分，一是硬件部分，另一個是軟件部分。 硬件采用常用的器件單片機和溫度傳感器，軟件用 C 語言進行編程，從而實現(xiàn)所需功能。 此系統(tǒng)是軟硬結(jié)合，傳感器測溫，單片機處理，顯示管顯示，最終完成電子溫度計的總體設(shè)計。此系統(tǒng)小巧緊促，控制精度高，信號采集效果好，便于實際的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞： 溫度 計 單片機 溫度傳感器 Design of digital thermometer based on 51 single chip Microputer Abstract: The system uses AT89C51 microcontroller as a digital thermometer to control core, DS18B20 temperature sensor for temperature measurement of electronic ponents and transmit data through LED display transistors, and temperature measurement， Realization of temperature measurement, and led out and light alarm. The whole system consists of two parts, that is hardware, other is software. Commonly used by hardware devices and singlechip microputer temperature sensors, software programming in the c language, in order to achieve the required functionality. This system is a bination of soft and hard, temperature measurement sensor, MCU, display display, finalize the General design of the electronic thermometer. This system is small, jincu, high control precision, signal acquisition effects, ease of practical applications. Keywords: Thermometer Singlechip microputer Temperature sensor 目 錄 1 緒論 ..............................................................................................................................1 題目背景及目的 .................................................................................................1 國內(nèi)外研究狀況 .................................................................................................1 課題主要工作 ....................................................................... … . … . .. ..…… .2 2 開發(fā)工具 keil簡介 ..................................................................................................2 keil 的介紹 .......................................................................................................2 系統(tǒng)概述 .......................................................................................................2 整體結(jié)構(gòu) .......................................................................................................3 3 數(shù)字溫度計方案可行性分析 ......................................................................................4 ..................................................................................................... 5 5 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 ..............................................................................................................16 結(jié)論 ................................................................................................................................18 參考文獻 ........................................................................................................................18 謝 辭 ................................................................................................................................19 附錄 ................................................................................................................................20 1 緒論 課題的背景和目的 溫度對于生物的生存起著重要的作用，而人們對環(huán)境的感知也從單純的身體感感官發(fā)展到今天的用各種溫度計來對周圍的環(huán)境進行準(zhǔn)確的測量。過去的溫度測量方法不僅耗時耗力，而且精度差，但單片機的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)的處理得到了很好的解決。過去的溫測裝置主要以熱敏電阻為測溫元件，其成本低，但需用一些信號處理電路，并且可靠性相對較差，精確度低。與過去的測溫裝置比較，這里設(shè)計的電子溫 度計具有測溫準(zhǔn)確，便于讀數(shù)，適用范圍廣等等。 單片機自 1976 年由 Intel公司推出 MCS48 開始，迄今已有三十多年了。由于單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點，以廣泛應(yīng)用到各種行業(yè)。這次設(shè)計選用的是最常用的 51系列，便于實現(xiàn)和應(yīng)用。 測溫傳感器采用美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司 的 智能溫度傳感器 DS18B20，測溫范圍為﹣55~﹢ 125℃ ，最大分辨率可達 ℃ ，可以直接讀出被測溫度值，采用單線制與單片機相連，具有低成本和易使用的特點，同時它具有微型化、低功耗 、高性能、抗干擾能力強、易配微處理器等優(yōu)點，特別適合于構(gòu)成多點溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供微機處理。從 DS1820 讀出或?qū)懭?DS1820 信息僅需要一根口線，其讀寫及溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，該總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無需額外電源。 DS18B20 能提供 12位溫度讀數(shù)，它無需任何外圍硬件即可方便地構(gòu)成溫度測量系統(tǒng)。 課題的設(shè)計目的 1深入學(xué)習(xí)單片機應(yīng)用的知識，提高綜合及靈活運用所學(xué)知識的能力。 2學(xué)習(xí) DS18B20 數(shù)字溫度傳感器的測溫原理。 3 通過對課題設(shè)計方案的分析 、選擇、比較、熟悉單片機用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計的方法、內(nèi)容及步驟。 4 學(xué)會用 Proteus 7 Professional 進行電路的仿真。 5 學(xué)會使用 Keil uVision3 軟件，進一步學(xué)會用 c語言進行單片機的編程。 國內(nèi)外研究狀況 雖然我國這幾年在溫度控制領(lǐng)域有很大突破，但綜其實力還不能和歐美以日本相比。 我國一般的溫控技術(shù)比較成熟，但就智能方面，我國還不是非常成熟的。但隨著國家資金的投入，以及項目的研究使我國的溫控逐步得到很好的發(fā)展。 單片機是一種集成電路芯片 ，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì) 80 年代，由當(dāng)時的 4位、 8位單片機，發(fā)展到現(xiàn)在的 32位 300M的高速單片機。 課題的主要工作 本課題的重點是應(yīng)用單片機和溫度傳感器，進行溫度的轉(zhuǎn)換及測量。 主要工作如下： 1 選好單片機和溫度 傳感器，用 Proteus 進行仿真，及其 PCB的焊接和調(diào)試。 2溫度傳感器采用 DS18B20。 3溫度的顯示用數(shù)碼管。 4用 c語言編寫好程序，調(diào)試，最后完成設(shè)計要求。 2 開發(fā)工具 keil keil 的介紹 編程使用的軟件是 KEIL，編程使用 C語言。 Keil C51是美國 Keil Software公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。假如運用 C語言編程， Keil的使用十分方便，即使不使用 C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也能發(fā)揮很大作用。 系統(tǒng)概述 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu) 勢。下面詳細(xì)介紹 Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 Keil C51 單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及 C51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (． OBJ)。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件 (． ABS)。 ABS 文件由 OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM中。 3 方案的設(shè)計與論證 顯示電路方案 方案一：采用 LCD液晶顯示