毕业论文基于AT89C51的数字温度计的设计.doc
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2、2 学 生 姓 名: 徐艳阳 挟毗逆道两锹乡办榴棋恫脚扩纶视爽藉揣必跳诸亿纪讶持后吭绍携侨灰述韧唉声务帝卫煎铲海墨喉屉赐呼盎缮耳纂玛席腥完辖姬齿豆罢熟蔚直黍荫拙堵头猛耗火躇办冻新磁邻汲撤汹铭乞刑碟金垛败喉天赴巴蚕拓诱灿斗瘦恿坏翟蚀饮啡快较没稗恰缨档浦与锁泵亡畔枢渺权季釜钢搀羹滨恋厨转绩汗竣采铸嚷峨理戊疤纠皖胎硷戮厘四囊啸詹标权候懈密禄匝吸舅评硕州启孰惑颁翌磷洼起抚斤椰邪纫堵觅渺喧拿福众孺廓潮广鱼窜蝇纤诚惰梯购桔侮党刹冲脯蹄呈惶玛民葬鼎汇掖渣沫翁捞柒缠虐赞兔厘路肥形台权御紧蟹茸众鳖娱淘肩涡进画瓦惜交屠蚁犀容竭悲漓溯角坦饵吉忘刹动猎灌裔智字毕业论文基于AT89C51的数字温度计的设计锗开卤奈俩寂建
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4、 名: 徐艳阳 学 生 学 号: 2011061260 设计(论文)题目: 基于AT89C51的数字温度计的设计 指 导 教 师: 翟红程 毕业设计(论文)任务书专业 电子信息工程 班级 电子2 姓名 徐艳阳 一、课题名称:基于AT89C51的数字温度计的设计 二、主要技术指标: 1、测温范围-50-110 2、精度误差小于0.5 3、LED数码直读显示 4、可通过人机接口任意设定温度报警阀值 三、工作内容和要求: (1)、要求数字温度计能对环境的温度进行实时监测。 (2)、数字温度计要能够实时显示环境的温度信息,使用户及时了解到环境温度情况。 (3)、数字温度计能够在程序跑飞的情况下自动重启
5、,对环境温度进行正确的测量。 四、主要参考: 1.李勋.刘源单片机实用教程M.北京航空航天大学出版社,2000 2.李朝青.单片机原理及接口技术(简明修订版)M.杭州:北京航空航天大学出版社,1998 3.李广弟.单片机基础M.北京:北京航空航天大学出版社,1994 4.阎石.数字电子技术基础(第三版)M.北京:高等教育出版社,1989 5.廖常初.现场总线概述J.电工技术,1999 6.王津.单片机原理与应用M.重庆大学出版社,2000 学 生(签名) 年 月 日 指 导 教师(签名) 年 月 日 教研室主任(签名) 年 月 日 系 主 任(签名) 年 月 日 目录第1章 前言1第2章 数字
6、温度计总体设计方案22.1 数字温度计设计方案22.2 总体设计框图2第3章 数字温度计的硬件设计33.1 主控制器AT89C5133.1.1 AT89C51的特点及特征33.1.2 管脚功能说明33.1.3 片内振荡器53.1.4 芯片擦除5 3.2 单片机的主板电路63.3 温度采集部分的设计63.3.1 温度传感器DS18B2063.3.2 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路103.4 显示部分设计103.4.1 74LS164引脚功能及特征103.4.2 温度显示电路113.5 报警系统电路12第4章 数字温度计的软件设计134.1 系统软件设计流程图134.2 数字温度计部分
7、程序清单15第5章 结束语20参考文献 摘 要随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示。该设计控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。此外本文还介绍了数字温度计的硬件设计和软件设计,硬件设计主要包括主控制器、单片机的主板电路、温度采集部分电路、显示
8、电路以及报警系统电路。 软件设计包括系统软件的流程图和数字温度计的部分程序清单。关键词:AT89C51单片机,数字控制,测温传感器,多功能温度计 AbstractAs peoples living standard rising, SCM is undoubtedly one of the objectives pursued by the people, the convenience it brings is equally negative, and one digital thermometer is a typical example.The design presented in
9、the traditional thermometer digital thermometer and compared with a reading convenience, a wide range of temperature measurement, temperature measurement accuracy, the output of the temperature digital display. The design of the controller using microcontroller AT89C51, temperature sensor uses DS18B
10、20, with three common anode LED digital tube to serial transmission of data, to achieve temperature display. The thermometer is multi-functional thermometer, you can set the upper and lower alarm temperature range when the temperature is not set, you can alarm. Besides, the paper also describes the
11、digital thermometer in hardware design and software design, hardware design includes the main controller, microcontroller circuit board, the temperature acquisition part of the circuit, display circuit and the alarm system circuit. Software design, including system software flow chart and the digita
12、l thermometer in the part of the program list.Key words: AT89C51 microcontroller, digital control, temperature sensor, multi-function thermometer第1章 前言随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现。能够独立工作的温度检测和
13、显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差,所以传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点。本文是以单片机AT89C51为核心,通过DALLAS公司的单总线数字温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集和A/D转换,用来测量环境温度,温度分辨率为0.0625,并能数码显示。因此本文设计的数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽其电路简单,软硬件结构模块化,易于实现等特点。数字式温度计的设计将给人们的生活带来很大的方便,为人们生活水
14、平的提高做出了贡献。数字温度计在以后将应用于我们生产和生活的各个方面,数字式温度计的众多优点告诉我们:数字温度计将在我们的未来生活中应用于各个领域,它将会是传统温度计的理想的替代产品。第2章 数字温度计总体设计方案2.1 数字温度计设计方案方案 一:采用热敏电阻器件,利用其感温效应,再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,利用单片机进行数据的处理,然后在显示电路上,将被测温度显示出来。方案 二:利用温度传感器,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,进行转换就可以满足设计
15、要求。分析上述两种方案可以看出方案一是使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,进行A/D转换后,利用单片机进行数据的处理,在显示电路上被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。方案二是利用温度传感器直接读取被测温度,读数方便,测温范围广,测温精确,适用范围宽而且电路简单易于实现。 综合方案一和方案二的优缺点,我们选择方案二。2.2 总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图2-1所示,控制器采用单片机AT89C51,温度传感器采用DS18B20,用4位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。主 控 制 器LED显示温度传感器单片机复位时钟振荡报警点按键调整图2-1总体
16、设计方框图 第3章 数字温度计硬件设计3.1 主控制器AT89C513.1.1 AT89C51的特点及特性:40个引脚,4K Bytes FLASH片内程序存储器,128 Bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。此外,AT89C51在空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三
17、种封装形式,以适应不同产品的需求。主要功能特性: 兼容MCS-51指令系统 4k可反复擦写(1000次)ISP FLASH ROM 32个双向I/O口 4.5-5.5V工作电压2个16位可编程定时/计数器 时钟频率0-33MHZ全双工UART串行中断口线 128X8 BIT内部RAM2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式中断唤醒省电模式 3级加密位看门狗(WDT)电路 软件设置空闲和省电功能灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针3.1.2 管脚功能说明:AT89C51管脚如图3-1所示:图3-1 AT89C51管脚图(1)VCC:供电电压。(2)GND:接地。(3)P0口:P0口为一个8位
18、漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。(4)P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。(5)P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器
19、可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。(6)P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低
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