【正文】 設(shè)計(jì)溫度顯示計(jì)（含報(bào)警功能）電路圖，并且用相關(guān)軟件進(jìn)行仿真演示； $ 演示成功之后，設(shè)計(jì)和繪制軟件流程圖，并用 C 語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫(xiě)； $ 準(zhǔn)備元器件材料，按照電路圖焊接電路，并進(jìn)行調(diào)試； $ 分析討論，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)成果進(jìn)行優(yōu)化，撰寫(xiě)報(bào)告； 3 設(shè)計(jì)總體方案及器材選用分析 4 方案一 ： 提到溫度的檢測(cè)，我們首先會(huì)考慮到傳統(tǒng)的測(cè)溫元件有熱電阻和熱電偶，而熱點(diǎn)阻和熱電偶測(cè)出的一般都是電壓，進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換后，講究可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上就可以將溫度顯示出來(lái)，而這需要比較多的外部的硬件的支持，硬件電路復(fù)雜（需要用到 A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路），軟件調(diào)試也復(fù)雜，制作成本也非常高。C，精度誤差在 176。系統(tǒng)以 51 單片機(jī)為控制核心，加上測(cè)溫電路，AD 數(shù)模轉(zhuǎn)換器， 4 位溫度數(shù)據(jù)顯示數(shù)碼管以及外圍電源時(shí)鐘電路組成。本次采用 DS18B20 溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)基于 51 單片 機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)任務(wù) 現(xiàn)代生活中，多功能的數(shù)字溫度計(jì)能給我們的生活帶來(lái)很大的方便，支持 一線總線 接口的溫度傳感器 簡(jiǎn)化了數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，降低了成本；以美國(guó) MAXIM/DALLAS 半導(dǎo)體公司的單總線溫度傳感器DS18B20 為核心，以 ATMEL 公司的 AT89S52 位控制器設(shè)計(jì)的 AT89S51為控制器設(shè)計(jì)的 DS18B20 溫度傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)溫準(zhǔn)確，具有一定控制功能的智能溫度控制器。 該數(shù)字溫度計(jì)利用溫度傳感器及接口電路完成溫度的測(cè)量并轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能夠處理的數(shù)字信號(hào)，然后送到單片機(jī)中進(jìn)行處理變換，最后將溫度值顯示在數(shù)碼管上。本次我和陸路裕同學(xué)采用的正是 DS18B 20 數(shù)字溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)基于 51 單片機(jī)的溫度計(jì)的設(shè)計(jì)。單片機(jī)已不僅僅局限于小系統(tǒng)的概念，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于家用電器，機(jī)電產(chǎn)品，辦公自動(dòng)化產(chǎn)品，機(jī)器人，兒童 玩具，航天器等領(lǐng)域。 單片機(jī)是一種特殊的計(jì)算機(jī)，它是在一塊半導(dǎo)體的芯片上集成了 CPU，存儲(chǔ)器， RAM， ROM 及輸入與輸出接口電路，這種芯片成為：?jiǎn)纹瑱C(jī)。 目錄 ? 2 ?? 3 設(shè)計(jì)任務(wù)?? 3 設(shè)計(jì)要求?? 4 ? 4 ? 5 方案的總體設(shè)計(jì)框圖?? 5 ? 6 電路原理圖介紹分析? 7 單片機(jī)系統(tǒng)? 8 溫度傳感器模塊? ??????????????????????????????????? 8 顯示模塊?? 12 電源模塊?? 13 ? 13 ?? 29 接及調(diào)試?? 30 ? 33 ?? 34 1 基于 DS18B20溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 目前，單片機(jī)已經(jīng)在測(cè)控領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，它除了可以測(cè)量電信以外，還可以用于溫度，濕度等非電信號(hào)的測(cè)量 。能獨(dú)立工作的單片機(jī)溫度檢測(cè)和溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛用于很多領(lǐng)域。由于單片機(jī)的集成度高，功能強(qiáng)，通用性好，特別它具有體積小，重量輕，能耗低，價(jià)格便宜，抗干擾能力強(qiáng)和使用仿版等方面的優(yōu)點(diǎn)，是它迅速的得到了推廣和應(yīng)用，目前已經(jīng)成為測(cè)量控制系統(tǒng)中的優(yōu)良機(jī)種和新電子產(chǎn)品中的關(guān)鍵部件。 這次我們的 模電設(shè)計(jì) ，就是用的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度的控制，傳統(tǒng)的溫度傳感器大多以熱敏電阻作為溫度傳感器，但熱敏電阻的可靠性差，測(cè)量溫度準(zhǔn)確率低，而且必須經(jīng)過(guò)專門(mén)的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能由單片機(jī)進(jìn)行處理。 傳統(tǒng)的溫度計(jì)有發(fā)映速度慢，讀數(shù)麻煩，測(cè)量精度不高，誤差大等缺點(diǎn)而下面利用集成溫度傳感器 DS18B20 設(shè)計(jì)并制作了一款基于 AT89C51 的 4 位數(shù)碼管現(xiàn)實(shí)的數(shù)字溫度計(jì)，其電路簡(jiǎn)單， 軟硬件結(jié) 2 構(gòu)模塊化，易于實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)以 單片機(jī)為控制核心，加上 DS18B20 溫度傳感器， 4 位溫度數(shù)據(jù)顯示的共陰極數(shù)碼管，及外圍電源和報(bào)警電路組成。 此次我們的設(shè)計(jì)，就是用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度的控制，傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)大多以熱敏電阻為溫度傳感器，但熱敏電阻的可靠習(xí)慣差，測(cè)量溫度準(zhǔn)確率低，而且必須經(jīng)過(guò)專門(mén)的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才由單片機(jī)處理。 該數(shù)字溫度計(jì)利用 DS18B20 溫度傳感器及其接口電路完成溫度的測(cè)量并轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能夠處 3 理的數(shù)字信號(hào)，送到單片機(jī)進(jìn)行處理變換，最后經(jīng)過(guò)三極管的放大顯示在共陰極數(shù)碼管上。 設(shè)計(jì)要求 $ 5V 電源（＋－ ）用于溫度計(jì)的供電； $ 溫度采集采用 DS18B20 溫度傳感器； 數(shù)字式溫度計(jì)要求測(cè)溫范圍為－ 5～ 35176。C 以內(nèi)。 所以這個(gè)設(shè)計(jì)理論不符合這次我們對(duì)產(chǎn)品的要求，應(yīng)繼續(xù)來(lái)考慮另一可行方案。 將兩個(gè)方案進(jìn)行比較可以看出，方案二原理簡(jiǎn)明易行，測(cè)量精度高，故我們采用方案二。選用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，省卻了采樣 /保持電路、運(yùn)放、數(shù) /模轉(zhuǎn)換電路以及進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)的串 /并轉(zhuǎn)換電路，簡(jiǎn)化了電路，縮短了系統(tǒng)的工作時(shí)間，降低了系統(tǒng)的硬件成本。檢測(cè)范圍 5 攝氏度到 38 攝氏度。 電路原理圖介紹分析 這是我們?cè)O(shè)計(jì)的本次溫度計(jì)的電路圖： AT89C51 單片機(jī) 主 控 制 器 顯示電路 溫度傳感器 DS18B20 掃描驅(qū)動(dòng) 單片機(jī)主控制器系統(tǒng) AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： ● 獨(dú)特的單線接口方式僅需要一 個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； ● 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng) 功能； ●無(wú)需外部器件； ●可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電， 電壓范圍： ～ ； ●測(cè) 溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時(shí)精度為 177。溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL，可通過(guò)軟件寫(xiě)入戶報(bào)警上下限。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖4 所示。第 5 個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第 1，指 令 說(shuō) 明 讀 ROM（ 33H） 讀 DS1820的序列號(hào) 匹配 ROM（