基于51单片机的DS18B20数字温度计的设计.doc

单片机课程设计 系部名称： 系 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2011年0月1 前言 1 2 设计任务及要求 2 2.1 设计任务 2 2.2 设计要求 2 3 课程设计方案及器材选用分析 3 3.1 设计总体方案 3 3.1.1 方案论证 3 3.1.2 方案二的总体设计框图 4 3.2器材选用分析 4 3.2.1 DS18B20温度传感器 4 3.2.2 AT89S52单片机介绍 12 3.3 软件流程图 15 3.3.1 主程序 15 3.3.2 读温度子程序 15 3.3.3 温度转换命令子程序 16 3.3.4 计算温度子程序 16 4 硬件电路的设计 17 4.1 Protel99 SE软件介绍 17 4.1.1 Protel99 SE软件 17 4.1.2 主控制电路图 18 4.2 Proteus 进行仿真 20 4.2.1 Proteus[6]简介 20 4.2.2 proteus仿真图 20 5 调试性能及分析 22 课程设计心得 24 参考文献 25 附录：DS18B20显示程序 26 1 前言 目前，单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。 本次设计，就是用单片机实现温度控制，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计。传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点而下面利用集成温度传感器AD590设计并制作了一款基于AT89C51的4位数码管显示的数字温度计，其电路简单，软硬件结构模块化，易于实现。 该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成模拟电压信号，经由模数转换器ADC0804转换成单片机能够处理的数字信号，然后送到单片机AT89C51中进行处理变换，最后将温度值显示在D4、D3、D2、D1共4位七段码LED显示器上。系统以AT89C51单片机为控制核心，加上AD590测温电路、ADC模数转换电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成。2 设计任务及要求 2.1 设计任务 现代社会生活中，多功能的数字温度计可以给我们的生活带来很大的方便；支持一线总线接口的温度传感器MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20为核心，以ATMEL公司的AT89S52为控制器设计的DS18B20温度控制器结构简单、测温准确、具有一定控制功能的智能温度控制器。 此次课程设计，就是用单片机[1]实现温度控制，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计。该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成模拟电压信号，经由模数转换器ADC0804转换成单片机能够处理的数字信号，然后送到单片机AT89C51中进行处理变换，最后将温度值显示在D4、D3、D2、D1共4位七段码LED显示器上。系统以AT89C51单片机为控制核心，加上AD590测温电路、ADC模数转换电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成。2.2 设计要求 设计一个基于单片机的DS18B20数字温度计。课程设计要求： 5V供电； 温度采集采用DS18B20； 4位LED显示； 2个按键； 设计温度控制器原理图，学习用PROTEL画出该原理图，并用proteus进行仿真； 设计和绘制软件流程图，用C语言进行程序编写；焊接硬件电路，进行调试。 3 课程设计方案及器材选用分析 3.1设计总体方案 提及到温度的检测，我们首先会考虑传统的测温元件有热电偶和热电阻，而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试也复杂，制作成本高。 因此，本数字温度计设计采用智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55°C至+125°C，最大分辨率可达0.0625°C。DS18B20可以直接读出被测量的温度值，而采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。 按照系统设计功能的要求，确定系统由三个模块组成：主控制器STC89C51，温度传感器DS18B20，驱动显示电路。总体电路框图如下： 图3.1 系统总体框图 3.1.1方案