毕业论文正文

淄 博 职 业 学 院 毕 业 论 文

目 录

1.引言……………………………………………………………………………………………….1 2.系统设计方案…………………………………………………………………………………….2 2.1系统设计要求…………………………………………………………………………………. 2 2.2 系统的组成结构与工作原理………………………………………………………………….2 3,硬件电路设计…………………………………………………………………………………….2 3.1 器件选择………………………………………………………………………………………3 3.1.1 AT89C2051简介…………………………………………………………………………….3 3.1.2 DS18B20简介……………………………………………………………………………….4 3.2 系统硬件电路…………………………………………………………………………………..6 3.2.1 主板电路……………………………………………………………………………………..6 3.2.2 显示电路……………………………………………………………………………………..7 4.系统软件设计……………………………………………………………………………………..8 4.1 主程序…………………………………………………………………………………………..8 4.2 读出温度子程序………………………………………………………………………………11 4.3 温度转换命令子程序…………………………………………………………………………14 4.4 计算温度子程序………………………………………………………………………………15 4.5 显示数据刷新子程序…………………………………………………………………………16 5.总结………………………………………………………………………………………………18 参考文献……………………………………………………………………………………………18 致谢…………………………………………………………………………………………………18

0

淄 博 职 业 学 院 毕 业 论 文

摘 要

本设计以单片机和温度传感器为核心，设计数字温度计。实现对温度的采集、监视和报警。在温度采集的实现中，使用了AT89C2051单片机和温度传感器DS18B20，温度监视部分利用动态驱动技术，以单片机驱动4位LED数码管。温度测量范围-55℃～+125℃，通过按键设置上下限报警温度。正文着重介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C2051单片机功能和应用，给出了硬件系统的各部分电路及相关程序。

关键词：单片机AT89C2051;温度传感器DS18B20;温度;测量

1

淄 博 职 业 学 院 毕 业 论 文

Design of Digital Thermometer Based on SCM

Donghonghua

Abstract: This graduation project aims to, using mainly SCM (single chip

microcomputer) and temperature sensor, design a digital thermometer to realize the collection, monitoring and alarm of temperature. AT89C2051 SCM and DS18B20 temperature sensor are used during the process of temperature collection. Dynamic drive technique is used to monitor temperature, the measuring range of which is from minus 55 ℃ to 125 ℃, shown through LED digital tube display driven by SCM. The range of alarm temperature is set through pressing different keys. This thesis focuses on the introduction of theories of DS18B20 IC temperature sensor, function and application of AT89C2051 SCM, and circuits and related programs of hardware systems.

Key Words: Single-chip AT89C2051; Temperature sensor DS18B20; Temperature;

Measurement

1 引言

温度是许多监控系统中的一个重要参数。温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学试验中，有特别重要的意义。随着人们生活水平的不断提高,，人们对温度计的要求越来越高，传统的温度计功能单一、精度低，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。数字温度计（Digital Thermometer）简称DTM，它是采用数字化测量技术，把连续的温度值转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。采用单片机控制的数字温度计，由于精度高、可扩展性强、集成方便、抗干扰能力强，得到了广泛的应用。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89C2051，测温传感器使用DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。本设计用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示，能准确达到设计要求。

2系统设计方案 2.1 系统设计要求

本设计中计算机利用单片机对温度传感器采集到的温度数据定时采样，并在数码管上显示，同时将采集到的温度数据通过串口传送到计算机；计算机在屏幕

2

淄 博 职 业 学 院 毕 业 论 文

上显示温度数据，若温度超过一定数值，在显示屏上进行警告提醒，并通过串口向单片机发送指令，单片机收到指令后控制蜂鸣器发音报警[1]。设计要求：基本范围-55℃-125℃；精度误差小于0.5℃；LED数码直读显示。

2.2 系统的组成结构与工作原理

图1 温度测控系统结构图

其工作过程为：单片机定时采集温度传感器所感应到的被测对象的表面温度，并将采集到温度数据显示在数码管上，同时通过串口传送到计算机。计算机收到单片机传送来的温度数据，在显示屏上显示，同时与计算机软件设置的告警温度值相比较，若高出，则在屏幕上进行告警提示，同时通过串口向单片机发送告警指令，单片机收到指令后，控制蜂鸣器发音，进行告警提示。

3 硬件电路设计 3.1 器件选择

系统硬件主要包括: 单片机AT89C2051，传感器DS18B20、LED等。其中单片机主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能,传感器完成信号的采样功能,LED完成字符、数字的显示功能。 3.1.1 AT89C2051简介

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C2051是一种高效微控制器。AT89C2051单片机主要特性有(1)与MCS-51 兼容；(2)4K字节可编程闪烁存储器；(3)寿命有1000写/擦循环；（4）数据保留时间可达10年；（5）全静态工作：0Hz-24Hz；（6）三级程序存储器锁定；（7）128*8位内部RAM；（8）32可编程I/O线；（9）两个16位定时器/计数器；（10）5个中断源 ；（11）可编程串行通道（12）；低功耗的闲置和掉电模式；（13）

[2]

片内振荡器和时钟电路。AT89C2051引脚图如下：

3

淄 博 职 业 学 院 毕 业 论 文

图2 AT89C2051引脚图

AT89C2051管脚说明如下： VCC：供电电压 GND：接地 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口， P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流，这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C2051的一些特殊功能口： P3.0 RXD：串行输入口；P3.1 TXD：串行输出口：P3.2 /INT0外部中断0；P3.3 /INT1：外部中断1；P3.4 T0：记时器0外部输入；P3.5 T1：记时器1外部输入；P3.6 /WR：外部数据存储器写选通；P3.7 /RD：外部数据存储器读选通，同时，P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 3.1.2 DS18B20简介

DS18B20是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要

4

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库毕业论文正文在线全文阅读。