数字温度计的设计与制作课件.ppt
数字温度计的设计与制作,数字温度计的设计与制作,主要内容,一：设计方案选择二：元器件的选择三：设计过程四：制作成果,主要内容一：设计方案选择,一 设计方案选择,数字温度计的制作方法有很多种，最常见的有两种，一种是利用热敏电阻测量温度的电路，另一种是利用数字温度传感器DS18B20测量温度的电路。 1.1 方案一：采用热敏电阻,热敏电阻,A/D转换（ADC0809),显示模块,按键设置,报警设备,AT89C51单片机,一 设计方案选择 数字温度计的制作方法有很多种，最,1.2 方案二：采用数字温度芯片DS18B20,主控制器 AT98C51单片机,报警点温度设置,液晶显示,报警设备,DS18B20 温度传感器,原理图,1.2 方案二：采用数字温度芯片DS18B20,二 系统器件的选择,2.1 单片机的选择 对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。在此设计中我们使用8051系列单片机中的AT89C51单片机。,二 系统器件的选择2.1 单片机的选择,2.2 温度传感器的选择,由于传统的热敏电阻等测温元件测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部元件支持，且硬件电路复杂，制作成本相对较高。这里采用DALLAS公司的数字温度传感器DS18B20作为测温元件 。它的最大优点在于不需要进行模数转换。它是世界上第一片支持一线总线接口的温度传感器。 DS18B20温度传感器,2.2 温度传感器的选择 由于传统的热敏,2.3 液晶显示模块的选择,液晶显示模块的选择性较广，市场上有各色各样的液晶显示模块，可以满足不同需求的使用，在本设计中为了节约成本，选择了价格较为便宜的SC162A液晶显示模块。 SC162A，点阵字符液晶显示模块，可以显示两行16列的字符。汉字字体是5X7点阵。,SC162A 液晶显示屏,2.3 液晶显示模块的选择 液晶显示模块的选择性较广，市,2.4 报警器件选择,在本设计方案中，使用了普通的蜂鸣器以及红绿两种颜色的发光二极管作为报警设备。分别如下图所示,蜂鸣器,发光二极管,2.4 报警器件选择 在本设计方案中，使用了普通的蜂,三 设计与制作过程,3.1 主控制电路,AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路参见下图。而且EA需要接高电平以使CPU访问单片机内部程序。,在设计中使用PRETEUS软件进行仿真设计,三 设计与制作过程3.1 主控制电路 AT8,3.2 温度检测电路,VCC接高电平，DQ端接单片机的P3.4口，这里利用了P3.4口双向I/O口作用，单片机从DS18B20读取温度和报警温度，此时作为输入口，当设置报警温度时单片机向DS18B20内部存储器写入数据，此时作为数据输出端口。DQ与VCC之间需要一个电阻值约为5K的上拉电阻。,3.2 温度检测电路,3.3 液晶显示电路,在液晶显示电路的设计中选择具有单向输出数据功能的P0端口向液晶显示模块提供数据，P2.5、P2.6、P2.7口作为控制液晶显示模块的端口，在PO口上需要外加上拉电阻，才可以使液晶显示模块正常显示。,3.3 液晶显示电路,3.4 报警电路设计,报警电路中使用P1.4-P1.7作为控制按键输入端口，P1.0、P1.2作为报警指示灯端口，P2.3作为报警蜂鸣器端口，当它们对应的端口为低电平时就会报警。,3.4 报警电路设计 报警电路中使用P1.4-,由PROTEUS仿真的数字温度计仿真图,DS18B20 温度传感器,发光二极管,按键设置报警温度电路,液晶显示模块,蜂鸣器,上拉电阻,时钟电路和复位电路,AT89C51单片机,3.5 最终设计的仿真图,由PROTEUS仿真的数字温度计仿真图DS18B20,3.6 设计中遇到的问题,EA没有接高电平使CPU不能正常读取内部程序,没有接上拉电阻会使液晶显示模块无法正常显示,VEE与VSS间需要电阻,3.6 设计中遇到的问题EA没有接高电平使CPU不能正常读,3.7 软件的设计,主程序,液晶显示子程序,报警模块子程序,温度检测子程序,程序的编写使用了较为方便的C语言进行编写,3.7 软件的设计主程序液晶显示报警模块温度检测程序的编写,1 主程序流程,主程序需要调用3个子程序，分别为液晶显示程序，温度测试及处理子程序，报警子程序，液晶显示子程序。,1 主程序流程 主程序需要调用3个子程序，分别为液,2 液晶显示模块流程,液晶显示程序分为显示字符子程序和指定LCD位置写入子程序，液晶显示程序的作用是向液晶显示送数，控制系统的显示部分 。,显示字符子程序流程图,指定LCD位置写入子程序流程图,2 液晶显示模块流程液晶显示程序分为显示字符子程序和指定LC,3 温度检测流程,DS18B20在单片机控制下分三个阶段:DS18B20 初始化、读DS18B20时序、写DS18B20时序,读 DS18B20 时序流程图,写 DS18B20 时序流程图,3 温度检测流程DS18B20在单片机控制下分三个阶段:DS,4 报警模块流程,4 报警模块流程,第四章 制作过程,底座,排阻,报警指示灯,DS18B20温度传感器,蜂鸣器,第四章 制作过程底座排阻报警DS18B20温度传感器蜂鸣器,背部实物图,背部实物图,烧制程序后插入使用,烧制程序后插入使用,制作成果,制作成果,按K1键显示当前设置的报警温度值,按K1键显示当前,高温报警,高温报警时红灯亮同时蜂鸣器响，液晶显示模块显示H-TEMP warning以及当前温度值,高温报警 高温报警时红灯亮同时蜂鸣器响，液晶显示模块显,低温报警,低温报警时红灯亮同时蜂鸣器响，液晶显示模块显示L-TEMP warning以及当前温度值,低温报警 低温报警时红灯亮同时蜂鸣器响，液晶显示,谢 谢,物理061 杨帆2010.6.25,谢 谢物理061 杨帆,
