基于单片机的测温系统设计.doc

毕业设计说明书

论文题目

基于单片机的测温系统设计

学号

姓名

指导教师

职称

办学点

教学班

200年月日

2016年11月1日

摘要

随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，温度自动检测和显示系统在很多领域得到广泛应用。人们在温度检测的准确度、便捷、快速等方面有着越来越高的要求。而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求，其渐渐被新型的温度传感器所代替。

?本文设计并制作了一个简易温度计。本设计采用了单片机AT89S51和温度传感器DS18B20组成了温度自动测控系统，可根据实际需要任意设定温度值，并进行自动控制。在此设计中利用了AT89S51单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器通过LED数码管串口传送数据，实现温度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，能够设置温度上下限来设置报警温度。并且在到达报警温度后，系统会自动报警。

本文设计是从测温电路、主控电路、报警电路等几个方面来分析说明的。该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度。从而简化数据传输与处理过程。此设计的优点主要体现在可操作性强，结构基础简单，拥有很大的扩展空间等。

关键词：单片机；温度传感器；温度计；报警；

目录

TOC\o1-3\u摘要 1

第1章概述 1

1.1课程设计的意义 1

1.2设计的任务和要求 1

第2章系统总体方案及硬件设计 2

2.1数字温度计设计方案论证 2

2.1.1方案一 2

2.1.2方案二 2

2.2系统总体设计 2

2.3系统模块 4

2.3.1主控制器 4

2.3.2显示电路 5

2.3.3温度传感器 5

2.3.4报警温度调整按键 6

第3章硬件设计 7

3.1测温和控制电路 7

3.2显示控制电路 10

3.3声光报警电路 11

第4章系统软件算法分析 13

4.1主程序流程图 13

4.2读出温度子程序 14

4.3温度转换命令子程序 14

4.4计算温度子程序 14

4.5显示数据刷新子程序 14

4.6按键扫描处理子程序 15

第5章实验仿真 16

总结 18

参考文献 19

附录1源程序 20

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1

第1章概述

1.1课程设计的意义

本次课程设计是在我们学过单片机后的一次实习，可增加我们的动手能力。特别是对

单片机的系统设计有很大帮助。本课程设计由两个人共同完成，在锻炼了自己的同时也增强

了自己的团队意识和团队合作精神。

1.2设计的任务和要求

1、基本范围-50℃-110℃

2、精度误差小于0.5℃

3、LED数码直读显示

4、可以任意设定温度的上下限报警功能

2

第2章系统总体方案及硬件设计

2.1数字温度计设计方案论证

2.1.1方案一

由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，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，这种设计需要用到A/D转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。

2.1.2方案二

进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常

容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，费用较低，可靠性高，软件设计也比较简单，故采用了方案二。

2.2系统总体设计

温度计电路设计总体设计方框图如图2.2-1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

3

图2.2-1总体设计方框图

图2.2-2系统仿真图

4

2.3系统模块

系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。

2.3.1主控制器

单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电

路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。

晶振采用12MHZ。复位电路采用上电加按钮复