单片机课程设计基于数字温度传感器的数字温度计课程设计报告书 - 图文

《单片机原理及应用》

课程设计报告书

课题名称 基于数字温度传感器的数字温度计 姓 名 学 号 专 业 指导教师

机电与控制工程学院 年 月 日

填 写 说 明

1、正文部分：

（1） 标题与正文格式定义标准如下： 一级标题：1.标题1 二级标题：1.1标题2 三级标题：1.1.1标题3 四级标题：1.1.1.1标题4

（2）表格：尽可能采用三线表。

（3）图形：直接插入的插图应有图标、图号，不能直接插入的图应留出插图空位。图中文字、符号书写要清楚，并与正文一致。

（4）文字表述：要求层次清楚，语言流畅，语句通顺，无语法和逻辑错误，无错字、别字、漏字。文字的表述应当以科学语言描述研究过程和研究结果，不要以口语化的方式表达，报告中科技术语和名词应符合规定的通用词语，并使用法定计量单位和标准符号。 2、参考文献：

（1）数量要求：参考文献只选择最主要的列入，应不低于5种。 （2）种类要求：参考文献的引用，可以是著作[M]、论文[J]、专利文献[P]、会议论文等。

（3）文献著录格式及示例。参考文献用宋体五号字。

[1] 作者. 书名[M]. 版次. 出版地: 出版者, 出版年: 起止页码 （著作图书文献）

[2] 作者. 文章名[J]. 学术刊物名称. 年. 卷(期): 起止页码 （学术刊物文献）

示例： [1]王社国，赵建光。基于ARM的嵌入式语音识别系统研究 [J]。微计算机信息，2007，2-2:149-150. 3、附录或附件：（可选项）

重要的测试结果、图表、设计图纸、源程序代码、大量的公式、符号、照

片等不宜放入正文中的可以附录形式出现。

4、如果需要可另行附页粘贴。

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任 务 书

1. 设计要求

利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为?55℃～125℃，精确到0.5℃。数字温度计所测量的温度采用数字显示，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。 2. 原理

从温度传感器DS18B20可以很容易直接读取被测温度值，进行转换即满足设计要求。

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新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位的数字读数方式。

DS18B20的性能如下。

? 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信。

? 多个DS18B20可以并联在串行传输的数据线上，实现多点组网功能。无须外部器件。

? 可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V。 ? 零待机功耗。

? 温度以9或12位的数字读数方式。 ? 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。

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目 录

1、绪论…………………………………………………………………… 5 2、方案论证（规划、选定）…………………………………………… 5 3、方案说明（设计）…………………………………………………… 7 4、硬件方案设计………………………………………………………… 10 5、软件方案设计………………………………………………………… 17 6、调试…………………………………………………………………… 20 7、技术小结（结束语）………………………………………………… 20 8、参考文献……………………………………………………………… 21 9、附录（源程序代码、电路图等）…………………………………………21

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1、绪论

随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。

在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中占有相当大的比例。温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。

我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125 oC,最高分辨率可达0.0625 oC。DS18B20可以直接读出北侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。

2、方案论证

该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成，实现的方法有很多种，下面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案。

2.1方案一

采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以使用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成，热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一

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