毕业论文_基于单片机的数字温度计2.docx

数字温度传感器DS18B20的应用仿真设计目录第1章 绪论11.1课题的设计目的51.2课题的主要工作51.3本文研究内容6第2章 开发工具Proteus与Keil82.1 Proteus软件82.2 Keil软件112.3本章小结12第3章 系统概述133.1方案选择133.1.1方案一133.1.2方案二143.2系统设计原理143.3系统组成143.4 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路153.5本章小结16第4章 系统硬件设计174.1 80C51单片机的介绍174.1.1 80C51单片机管脚图184.1.2 80C51单片机的中断系统194.1.3 80C51单片机的定时/计数器214.2 LCD液晶显示器简介214.2.1液晶模块图示224.2.2液晶显示部分与89C51的接口234.3通讯模块244.4 DS18B20介绍254.4.1温度传感器工作原理254.4.2 DS18B20使用中的注意事项274.5本章小结28第5章 系统软件设计305.1主程序设计305.2 DS18B20初始化315.3数据测试325.4仿真结果325.5本章小结34结论35参考文献37附录A38附录B45 第1章 绪论 1.1课题的设计目的1. 巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。2. 培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力。3. 通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。1.2课题的主要工作本课题的研究重点是设计一种基于单片机的数字温度计控制系统。利用数字温度传感器DS18B20，此传感器课读取被测量温度值，进行转换。主要工作如下：1. 温度测试基本范围0℃—100℃。2. 精度误差小于1℃。3. LED液晶显示。4. 可以设定温度的上下限报警功能。5. 实现报警提示。1.3本文研究内容数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器（如铂电阻，热电偶，半导体，热敏电阻等），将温度的变化转换成电信号的变化，如电压和电流的变化，温度变化和电信号的变化有一定的关系，如线性关系，一定的曲线关系等，这个电信号可以使用模数转换的电路即A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号，数字信号再送给处理单元，如单片机或者PC机等，处理单元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起来，成为可以显示出来的温度数值，如25.0摄氏度，然后通过显示单元，如LED,LCD或者电脑屏幕等显示出来给人观察。这样就完成了数字温度计的基本测温功能。 本文是基于AT89S51单片机，采用数字温度传感器DS18B20，利用DS18B20不需要A/D转换，课直接进行温度采集显示，报警的数字温度计设计。包括传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路，单片机主板电路等组成。 第2章 开发工具Proteus与Keil 2.1 Proteus软件2.2 Keil软件2.3软件应用小结实验之前应强化自己对研究本课题需要用到的仿真软件Proteus和编译软件Keil的熟练操作程度，了解这两种软件功能和初步用法，了解了proteus的四大功能模块，以及keil的调试功能等，为以后设计打好基础，使后来仿真可顺利进行。系统概述3.1方案选择该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成，实现的方法有很多种，下面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案。3.1.1方案一采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以使用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成，热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测结点的温度。数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。热电偶的优点是工作温度范围非常宽，且体积小，但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点，并且这种设计需要用到A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。系统主要包括对A/D0809 的数据采集，自动手动工作方式检测，温度的显示等，这几项功能的信号通过输入输出电路经单片机处理。此外还有复位电路，晶振电路，启动电路等。故现场输入硬件有手动复位键、A/D 转换芯片，处理芯片为51 芯片，执行机构有4 位数码管、报警器等。【1】系统框图如图 3-1所示。图 3-1 热电偶温差电路测温系统框图3.1.2方案二采用数字温度芯片DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该