51单片机课程设计数字温度计报告

基于单片机的数字温度计系统课程设计

电子设计培训设计报告

题目： 数字温度计

学院： 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 日期：

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基于单片机的数字温度计系统课程设计

数字温度计设计任务书

一、 课程设计目的

1、 加强学生理论联系实际的能力，提高学生的动手能力； 2、 学会基本电子元器件的识别和检测；

3、 学会应用EDA软件Proteus进行电路的设计和仿真； 4、 基本掌握单片机的基本原理，并能将其应用于系统的设计。

5、 通过实训，提高学生的学习兴趣，激发自主学习能力，培养创新意识。 二、 设计任务

先焊制一个单片机最小系统，并以制作的单片机最小系统为核心，设计并制作一个数字式温度计应用系统。 三、 设计要求具有以下功能：

(1) 采用DS18B20作为温度传感器进行温度检测； (2) 对采集温度进行显示（显示温度分辨率0.1℃）；

(3) 采集温度数值应采用数字滤波措施，保证显示数据稳定； (4) 显示数据，无数据位必须消隐。

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基于单片机的数字温度计系统课程设计

目录

数字温度计设计任务书 ……………………………………………… 2 1、 设计思路

（1） 设计原理 ………………………………………………………………… 4 （2） 系统方案及总体设计框图 ……………………………………………… 4

2、 数字温度计应用系统的硬件设计

（1） 单片机小系统基本组成及硬件图 （2） 外围电路工作原理及系统硬件图 （3） 主要芯片及其功能 3、 系统软件程序的设计

软件流程框图

4、 系统调试

（1） 仿真器介绍 （2） 调试结果及其分析

（3） 系统设计电路的特点和方案的优缺点

5、 课程设计心得体会

参考文献

附录 程序清单及注释

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基于单片机的数字温度计系统课程设计

一、 设计思路：

设计方案及其总体设计框图

单片机芯片 1602显示器

晶振控制

温度计设计系统流程图

开始 进入缓冲区初始化 复位 DS18B20发跳过ROM命令 温度转换命令 延时 复位 DS18B20，跳过ROM命令 读存储器命令 读温度命令 将温度转换为BCD码 更新数据缓冲区 AT89S52 温度检测电路 DS18B20 系统设计原理：

本次课程设计是基于单片机的数字温度计设计，在开始课程设计的时候我们要理解并掌握对单片机的开发，学会使用KEIL及Proteus等仿真软件。根据设计任务要求选择好器件，编写好程序运行成功之后进行软件联调，验证系统是否正确。通过筛选，我们组选用单片机AT89S52作为主控制系统；用1602液晶显示模块芯片作为温度数据显示装置；智能温度传感器采用DS18B20器件作为测温电路主要组成部分。

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二、数字温度计应用系统的硬件设计

1、单片机小系统的基本组成及其选择 （1）单片机 单片机选型参考 ? ? ?

① AT89S51、AT89S52 ：具备ISP下载功能 ，可以使用USBASP程序下载线或者并口下载

② STC89C51、STC89C52：使用串口线+MAX232烧写程序。

③AT89C51、AT89C52 ：可以在最小系统板上使用，但需要另外用编程器烧写程序

本次课程设计选用AT89S52型号单片机进行操作。

AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system

programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS -51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 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。 AT89S52引脚图

此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。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 种封装形式，以适应不同产品的需求。 （4） 电源 ? ?

①电源适配器供电：DC座（三个管脚） ②usb供电：

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//初始化DS18B20

//让DS18B20一段相对长时间低电平, 然后一段相对非常短时间高电平, 即可启动 void dsInit() {

//对于11.0592MHz时钟, unsigned int型的i, 作一个i++操作的时间大于为8us unsigned int i; ds = 0;

i = 100; //拉低约800us, 符合协议要求的480us以上 while(i>0) i--;

ds = 1; //产生一个上升沿, 进入等待应答状态 i = 4; while(i>0) i--; }

void dsWait() {

unsigned int i; while(ds);

while(~ds); //检测到应答脉冲 i = 4; while(i > 0) i--; }

//向DS18B20读取一位数据

//读一位, 让DS18B20一小周期低电平, 然后两小周期高电平, //之后DS18B20则会输出持续一段时间的一位数据 bit readBit() {

unsigned int i; bit b; ds = 0;

i++; //延时约8us, 符合协议要求至少保持1us ds = 1;

i++; i++; //延时约16us, 符合协议要求的至少延时15us以上 b = ds; i = 8;

while(i>0) i--; //延时约64us, 符合读时隙不低于60us要求 return b;

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}

//读取一字节数据, 通过调用readBit()来实现 unsigned char readByte() {

unsigned int i; unsigned char j, dat; dat = 0; for(i=0; i<8; i++) {

j = readBit();

//最先读出的是最低位数据 dat = (j << 7) | (dat >> 1); }

return dat; }

//向DS18B20写入一字节数据 void writeByte(unsigned char dat) {

unsigned int i; unsigned char j; bit b;

for(j = 0; j < 8; j++) {

b = dat & 0x01;

dat >>= 1;//写\将DQ拉低15us后, 在15us~60us内将DQ拉高, 即完成写1

if(b) {

ds = 0;

i++; i++; //拉低约16us, 符号要求15~60us内 ds = 1;

i = 8; while(i>0) i--; //延时约64us, 符合写时隙不低于60us要求 }

else //写\将DQ拉低60us~120us {

ds = 0;

i = 8; while(i>0) i--; //拉低约64us, 符号要求

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ds = 1;

i++; i++; //整个写0时隙过程已经超过60us, 这里就不用像写1那样, 再延时64us了 } } }

//向DS18B20发送温度转换命令 void sendChangeCmd() {

dsInit(); //初始化DS18B20, 无论什么命令, 首先都要发起初始化 dsWait(); //等待DS18B20应答

delayMs(1); //延时1ms, 因为DS18B20会拉低DQ 60~240us作为应答信号 writeByte(0xcc); //写入跳过序列号命令字 Skip Rom writeByte(0x44); //写入温度转换命令字 Convert T }

//向DS18B20发送读取数据命令 void sendReadCmd() {

dsInit(); dsWait(); delayMs(1);

writeByte(0xcc); //写入跳过序列号命令字 Skip Rom writeByte(0xbe); //写入读取数据令字 Read Scratchpad }

//获取当前温度值 int getTmpValue() {

unsigned int tmpvalue; int value; //存放温度数值 float t;

unsigned char low, high; sendReadCmd();

//连续读取两个字节数据 low = readByte(); high = readByte();

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//将高低两个字节合成一个整形变量 //计算机中对于负数是利用补码来表示的

//若是负值, 读取出来的数值是用补码表示的, 可直接赋值给int型的value tmpvalue = high; tmpvalue <<= 8; tmpvalue |= low; value = tmpvalue;

//使用DS18B20的默认分辨率12位, 精确度为0.0625度, 即读回数据的最低位代表0.0625度

t = value * 0.0625;

//将它放大10倍, 使显示时可显示小数点后一位, 并对小数点后第二位进行4舍5入

//如t=11.0625, 进行计数后, 得到value = 111, 即11.1 度 //如t=-11.0625, 进行计数后, 得到value = -111, 即-11.1 度 value = t * 10 + (value > 0 ? 0.5 : -0.5); //大于0加0.5, 小于0减0.5 return value; }

void display(int v) {

unsigned char count;

unsigned char datas[] = {0, 0, 0, 0}; unsigned int tmp = abs(v); datas[0] = tmp / 1000; datas[1] = tmp % 1000 / 100; datas[2] = tmp % 100 / 10; datas[3] = tmp % 10; writeComm(0xc0+3); if(v < 0) {

writeString(\ } else {

writeString(\ }

if(datas[0] != 0)

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{

writeData('0'+datas[0]); }

for(count = 1; count != 4; count++) {

writeData('0'+datas[count]); if(count == 2) {

writeData('.'); } } }

/******************************DS18B20*******************************/

void main() {

uchar table[] = \ delayMs(1);

sendChangeCmd(); init();

writeComm(0x80); writeString(table, 16); while(1) {

delayMs(1000); //温度转换时间需要750ms以上 writeComm(0xc0); display(getTmpValue()); sendChangeCmd(); } }

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kxvd.html