基于单片机的数字温度计课程设计报告.doc

目录 1 设计概述 2 1.1 设计目标和要求 2 1.2 设计思路 2 2 系统方案及硬件设计 3 2.1 设计方案 3 2.2 方案的硬件总体方框图 3 2.3 温度传感器DS18B20测温原理 4 2.4 硬件设计 8 2.4.1 主控制器ATmega16 8 2.4.2 复位电路 8 2.4.3 时钟振荡电............................................................................................8 2.4.4 报警点调节电路.................................................................................... 9 2.4.5显示电路 10 3 软件设计 10 3.1系统分析 10 3.2 各子程序及其流程图设计 11 3.2.1 初始化子程序 11 3.2.2 DS1820的读写字节子程序 12 3.2.3 温度读取及转换子程序 13 3.2.4计算温度子程序 14 3.2.5温度显示子程序 15 3.2.6报警子程序 16 4 proteus软件仿真 18 4.1 系统仿真设计 18 4.2仿真结果分析 18 5 系统原理图 19 6 心得体会 20 1 设计概述 1.1 设计目标和要求 1.用所学的单片机知识设计制作数字温度计； 2.测温范围是-20℃---70℃； 3.误差小于0.5℃； 4.所测的温度值可以由LCD数码管直接显示； 5.可以任意设置上下限温度的报警功能； 6.进一步熟悉proteus,protel,word软件的功能和使用方法； 1.2 设计思路 首先确定我们所设计的是一个数字温度计，由单片机、温度传感器以及其他电路共同实现。 根据所要实现的功能，先在proteus软件上仿真。根据所选用的硬件可以将整个软件设计分为若干子程序，有初始化、查询时间、发送指令、读取数据、显示温度等构成，可将以上子程序分别设计，实现各自的功能，再在子程序中调用，就可以实现预期的目标。 在proteus软件里画出相应的电路图，将编写好的程序的编译后的文件下载到proteus电路图的单片机里，进行仿真，对温度传感器设置不同的参数，看是否达到了我们设计所要求的目标，如果不符合要求，需要检查程序算法和硬件连接是否有误。若仿真成功，就按照电路图焊接硬件。 2 系统方案及硬件设计 2.1 设计方案 采用数字温度芯片DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和ATmega16单片机构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,也可直接与计算机连接。采用ATmega16单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。该系统利用ATmega16芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限温度。该系统扩展性非常强。该测温系统电路简单、精确度较高、实现方便、软件设计也比较简单。 2.2 方案的硬件总体方框图 基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器ATmega16，温度传感器采用的DS18B20，用四位数码管显示温度。 图1 2.3 温度传感器DS18B20测温原理 DS18B20温度传感器是美国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，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： （1）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯DS18B20支持多点组网功能DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网测温； （3）无须外部器件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可实现高精度测温测量结果直接输出数字温度信号，以一线总线串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图所示 图2 引脚排列 图3 内部结构框图 图4 DS18B20测温原理图 64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报