单片机课程设计--基于单片机AT89C52的数字温度计设计报告.doc

1 设计概况
设计概述
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,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机AT89C52,测温传感器使用DS18B20,用两只4位共阴极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
设计符合以下要求:
■基本范围-20℃-70℃
■精度误差为±℃
■LED数码管直读显示,当温度为“负”,则显示负号;最低位显示摄氏度符号“C”。
■当温度不在基本范围内时,蜂鸣器报警
■当温度大于70℃, 发光二极管闪烁;当温度小于-20℃, 发光二极管闪烁
所用材料:
温度传感器DS18B20一个,AT89C52一个,12M晶振一个,四位共阴极数码管两个,蜂鸣器一个,发光二极管两个,电阻电容及导线若干。
2 方案的总体设计框图
温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89C52,温度传感器采用DS18B20,用两只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
时钟振荡
蜂鸣器
发光二极管

图1 总体设计方框图
主控制器
主控制器采用单片机AT89C52。AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2 个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。
显示电路
显示电路采用两只4位共阴LED数码管和数码管的驱动芯片74LS245。
四位数码管
如图所示:
图2 数码管的外形尺寸
图3 数码管的引脚排布
注:管脚顺序:从数码管的正面看,以第一引脚为起点,管脚的顺序是逆时针排列的。 A-11 B-7 C-4 D-2 E-1 F-10 G-5 DP-3
数码管的驱动芯片74LS245
74LS245用来驱动led或者其他的设备,它是8路同相三态双向总线收发器,可双向传输数据
*74LS245还具有双向三态功能,既可以输出,也可以输入数据。
*当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时,必须接入74LS245等总线驱动器
*/G=1, DIR=X(X=0或者1),输入和输出均为高阻态;高阻态的含意就是相当于没有这个芯片。
*当/G低电平有效时,DIR=“0”,信号由B向A传输(接收)DI;DIR=“1”,信号由A向B传输;(发送)。
图4 74LS245引脚分布

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。
DS18B20的性能特点如下:
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;
●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;
●无须外部器件;
●可通过数据线供电,~;
●零待机功耗;
●温度以9或12位数字;
●用户可定义报警设置;
●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;
●负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;
DS18B20详细引脚功能描述见下表。
序号
名称
引脚功能描述
1
GND
地信号
2
DQ
数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源。
3
VDD
可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。
通信过程:
(1)主机拉低单总线至少480us产生复位脉冲;
(2)主机释放单总线,进入接收模式,释放时产生上升沿;
(3)单总线器件检测到上升沿,延时15-60us;
(4)单总线器件通过拉低总线60-240us来产生应答脉冲;
(5)主机接受应答信号,对从机ROM进行