基于單片機(jī)數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 摘要 ： 本文綜述了數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作過(guò)程，介紹了設(shè)計(jì)制作一個(gè)完整的數(shù)字溫度計(jì)需要做的準(zhǔn)備與制作過(guò)程，通過(guò)一段時(shí)間的努力制作，從剛開(kāi)始透徹理解題目要求及所要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的各項(xiàng)性能功能，然后覺(jué)得利用單片機(jī)作為控制內(nèi)核，其次主要的就是溫度傳感器 DS18B20，及其他重要部分電路的配合下設(shè)計(jì)出一套完整的硬件系統(tǒng)，及它的靈魂軟件系統(tǒng)。 得到了一種基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)。本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采 用數(shù)字顯示，該設(shè)計(jì)控 制器使用單片機(jī) AT89S51，測(cè)溫傳感器使用 DS18B20，用 4 位共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù) ,實(shí)現(xiàn)溫度顯示 ,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)，數(shù)字控制，溫度計(jì)， DS18B20， AT89S51 目錄 前言 . 3 第一章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) . 4 1.1 溫度測(cè)量系統(tǒng)功能描述 . 4 1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能指標(biāo) . 4 1.3 DS18B20 工作原理 . 5 1.3.1 性能特點(diǎn) . 5 1.3.2 外部結(jié)構(gòu) . 5 1.3.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu) . 6 1.3.4 DS18B20 測(cè)溫原理 . 8 1.4 AT89C51 簡(jiǎn)介 . 9 1.5 顯示部分 . 10 第二章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) . 14 2.1 DS18B20 溫度傳感器的連接 . 14 2.2 單片機(jī)端口連接 . 14 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) . 16 3.1 主程序 . 16 3.2 讀出溫度子程序 . 17 3.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 . 18 3.4 計(jì)算溫度子程 序 . 19 3.5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 . 19 第四章 系統(tǒng)調(diào)試及仿真 . 35 4.1 系統(tǒng)程序調(diào)試 . 35 4.2 系統(tǒng)軟硬件仿真 . 35 第五章 總 結(jié) . 39 參考文獻(xiàn) . 40 前言 在一些溫度測(cè)量系統(tǒng)電路中，廣泛采用的是通過(guò)熱電偶、熱電阻或 PN結(jié)測(cè)溫電路經(jīng)過(guò)相應(yīng)的信號(hào) 調(diào)理電路，轉(zhuǎn)換成 A D轉(zhuǎn)換器能接收的模擬量，再經(jīng)過(guò)采樣保持電路進(jìn)行 A D 轉(zhuǎn)換，最終送入單片機(jī)及其相應(yīng)的外圍電路，完成監(jiān)控。但是由于傳統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、易受干擾、不易控制且精度不高。本溫度測(cè)量?jī)x采用單片機(jī)結(jié)合 DS18B20 智能溫度傳感器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此，本系統(tǒng)用一種新型的可編程溫度傳感器（ DS18B20），不需復(fù)雜的信號(hào)調(diào)理電路和 A D 轉(zhuǎn)換電路能直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)現(xiàn)方便、精度高，可根據(jù)不同需要用于各種場(chǎng)合。 第一章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 1.1 溫度測(cè)量 系統(tǒng) 功能描述 采用 8051 單片機(jī)和溫度傳感器 DS18B20 設(shè)計(jì)一種數(shù)字溫度計(jì)，測(cè)溫范圍為 -55到 128，由按鍵設(shè)定溫度報(bào)警上下限值 TH和 TL，采用點(diǎn)陳字符液晶模塊作為數(shù)字溫度計(jì)的顯示部分，分兩行顯示，第一行顯示工作狀態(tài)，正常時(shí)顯示“ DS18B20 OK”，不正常時(shí)顯示“ DS18B20 ERROR”；第二行顯示實(shí)測(cè)溫度值和狀態(tài)符號(hào)，“ H”表示實(shí)測(cè)溫度值大于溫度報(bào)警值 TH，“ 被減數(shù)，則 JC CHULI1 ；借位標(biāo)志位 C=1，轉(zhuǎn) MOV A,TEMPFC CJNE A,#0BH,COMP SJMP CHULI2 COMP: MOV A,TEMP_ZH SUBB A,TEMP_TL ；減數(shù) 被減數(shù)，則 JC CHULI2 ；借位標(biāo)志位 C=1，轉(zhuǎn) MOV DPTR,#BJ5 LCALL TEMP_BJ3 CLR RELAY ；點(diǎn)亮指示燈 RET CHULI1: MOV DPTR,#BJ3 LCALL TEMP_BJ3 SETB RELAY ；熄滅指示燈 LCALL BEEP_BL ；蜂鳴器響 RET CHULI2: MOV DPTR,#BJ4 LCALL TEMP_BJ3 SETB RELAY ；熄滅指示燈 LCALL BEEP_BL ；蜂鳴器響 RET ；- TEMP_BJ3: MOV A,#0CEH LCALL WCOM MOV R1,#0 MOV R0,#2 BBJJ3: MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR LCALL WDATA INC R1 DJNZ R0,BBJJ3 RET BJ3: DB H BJ4: DB H”表示實(shí)測(cè)溫度值大于溫度報(bào)警值 TH，“ L”表示實(shí)測(cè)溫度小于溫度報(bào)警值 TL，“！”表示實(shí)測(cè)溫度位于設(shè)定的溫度范圍之內(nèi)。當(dāng)實(shí)測(cè)溫度超過(guò)設(shè)定溫度限制范圍時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。觀察 顯示是否正確，修改程序直至達(dá)到本設(shè)計(jì)要求。如圖 5.2 所示的仿真結(jié)果。 經(jīng)過(guò)完整的調(diào)試、仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)試后，測(cè)試結(jié)果表明達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 圖 5.2仿真結(jié)果 第五章 總 結(jié) 經(jīng)過(guò)三年的學(xué)習(xí)，終于完成了我的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，雖然沒(méi)有完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但從心底里說(shuō)，還是比較高興的。過(guò)程當(dāng)中用到的單片機(jī)作為控制內(nèi)核，四段數(shù)碼管作為顯示部分，及其他電路，共同組成了我的成果數(shù)字溫度計(jì)。首先設(shè)計(jì)的是它的硬件電路，最重要的部分是 89s51 控制內(nèi)核，所有的數(shù)據(jù)處理都是采用的單片機(jī)，其次是 DS18B20 溫度采集電路，其他還有晶振電路，復(fù)位電路，上下限溫度調(diào)整電路。其次我們?cè)O(shè)計(jì)了它的靈魂軟件 電路，通過(guò)用匯編語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的控制。 從這次的課程設(shè)計(jì)中，我真真正正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，不僅使我真正的學(xué)會(huì)了數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，而且我相信通過(guò)這次的學(xué)習(xí)我能夠達(dá)到舉一反三的效果，同時(shí)這次的不足之處是在有些細(xì)節(jié)方面剛開(kāi)始做的很不詳細(xì)，我想原因在于自己平時(shí)對(duì)自己的學(xué)習(xí)要求的不夠嚴(yán)格，才造成遇到一些問(wèn)題顯得驚慌失措，在日后我會(huì)克服這些缺點(diǎn)的。 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)專科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周的 地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)。以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里要感謝老師，她循導(dǎo)善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪；她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，一絲不茍的作風(fēng)一直是我們工作學(xué)習(xí)中的榜樣；并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。然后要感謝大學(xué) 3 年來(lái)的所有老師，為我們打下了機(jī)電專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝 10機(jī)電 2班所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛心銈兊闹С趾凸膭?lì)。我才能在溫暖的環(huán)境中茁壯成長(zhǎng)并順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) 1樓然苗 李光飛 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京 航空航天大學(xué) 出版社 ,2007.7 2 陳立周 陳宇單片機(jī)原理及應(yīng)用北京 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2000.12 3翁桂榮 鄒麗新單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)蘇州 蘇州大學(xué)出版社 ,2002.4 4 張靖武 單片機(jī)系統(tǒng)