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数字温度计18207题目: 数字温度计的设计
班级: 08机电二班
学号: 47
姓名: 江号彬
指导教师: 杨斌
2011年4月
数字温度计的设计
学生姓名: 江号彬
学号: 47
专业: 机电一体化
班级: 08机电二班
指导教师: 杨斌
完成日期: 2011年4月
摘要
在一些温控系统电路中,广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路,转换成A/D转换器能接收的模拟量,再经过采样/保持电路进行A/D转换,最终送入单片机及其相应的外围电路,完成监控。但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。本文介绍单片机结合DS18B20温度控制系统设计,因此,本系统用一种新型的可编程温度传感器(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理,实现方便、精度高,可根据不同需要用于各种场合。
关键词: 单片机,AT89S51,MAX232,传感器DS18B20
目录
1 绪 论 1
单片机概述 1
设计目的 2
设计要求 2
2 总体设计方案 3
数字温度计设计方案论证 3
3
DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 7
系统整体硬件电路 8
系统软件算法分析 13
温度转换命令子程序 16
计算温度子程序 17
显示数据刷新子程序 18
参考文献 20
致谢 21
1 绪 论
单片机概述
单片机的结构特征是将组成计算机的基本部件集成在一块晶体芯片上,构成一台功能独特的单片微型计算机。一台典型的单片机的基本组成结构包括中央处理器(CPU),存储器(ROM和RAM),并行I/O口,串行I/O口,定时器/计数器,定时电路及元件。由此可见,单片机在结构上突破了常规的按逻辑功能划分芯片。由多片构成了微型计算机的设计思想,将构成计算机的许多功能集成在一块晶体芯片上。
单片机的特点:
(1) 受密度限制:芯片存储器存储容量较小,一般ROM小于4/ 2KB,RAM小于256字节。
(2) 可靠性良好:单片机是按照工业控制要求设计的,其抗工业噪声干扰优于一般的 CPU,程序指令及常数数据都烧在ROM内,其许多信号通道均在同一芯片内,因此可靠性较高。
(3) 易扩充:单片机具有一般微电脑所必须的器件,可以扩充为各种规模的微电脑系统。
(4) 控制功能强:为了满足工业控制要求,单片机指令除了输入/输出控制指令,逻辑判断指令外,还有更为丰富的条件分支跳跃指令。
单片机的应用领域如下:
<1> 家用电器领域:目前国内各种家用电器已普遍采用单片机控制取代传统的控制电路,做成单片机控制系统。
<2> 办公自动化领域:现代办公室所使用的大量通信,信息产品多数采用了单片机。
<3> 在商业营销系统已广泛使用的电子秤,收款机,条形码阅读器,仓库安全监控系统,商场保安系统,空气调节系统等,目前已纷纷采用单片机构成专用系统。
<4> 业自动化:如工业过程控制,过程监测,工业控制器及机电一体化系统等,这些系统除一些小型工控机之外,许多都是以单片机为核心的单机或多机网络系统。
(a)智能仪表与集成智能传感器传统的控制电路:目前各种变送器,电气测量仪表普遍采用单片机应用系统替代传统的测量系统,使测量系统具有各种智能化功能。将单片机和传感器相结合可以构成新一代的智能传感器。他将传感器初级变换后的电量做进一步的变换,处理,输出能满足远距离传送,能与微机接口的数字信号。
(b)汽车电子与航空航天电子系统:通常在这些电子系统中的集中显示系统,动力监测控制系统,自动驾驭系统,通信系统,以及运行监视器(黑匣子)等,都要都成冗余的网络系统。
设计目的
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。
设计要求
1基本范围0℃-100℃
℃
3 LED数码直读显示
2 总体设计方案
数字温度计设计方案论证
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,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,感温电路比较麻烦。
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,就可以满足设计要求。
根据单片机课程设计的要求与学习目的