简易数字温度计课程设计

唐唐 山山 学学 院院 单片机原理单片机原理 课课 程程 设设 计计 题题目目简易数字温度计简易数字温度计 系系 ( (部部) )智能与信息工程学院智能与信息工程学院 班班级级 姓姓名名 学学号号 指导教师指导教师 2017 2017 年年 1 1 月月 2 2 日至日至 1 1 月月 6 6 日日共共 1 1 周周 20172017 年年 1 1 月月 4 4 日日 《单片机原理》课程设计任务书《单片机原理》课程设计任务书 一、设计题目、内容及要求一、设计题目、内容及要求 设计题目：设计题目：简易数字温度计 设计内容设计内容： 所设计数字温度计应具有以下功能： 1.可以测量-50 到 110 摄氏度内的温度。 2.在液晶上显示当前温度，分别为百位、十位、个位和小数点后一位。 3.测量精度误差在正负 0.5 摄氏度以内。 设计要求：设计要求： 1.根据题目要求进行系统总体设计。 2.完成系统硬件电路的设计。 3.系统程序的设计。 （1）程序流程图；（2）完整源程序；（3）正确仿真运行。 4.撰写设计说明书（符合格式要求）。 二、设计原始资料二、设计原始资料 PROTEUS 软件，WAVE/KEIL 软件，实验箱 三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等） 设计结果能正确仿真演示 课程设计说明书一份（要求有硬件设计原理图，仿真结果图，源程序代码） 四、进程安排四、进程安排 1.2 日-1.3 日上午查阅资料，设计电路原理图、编写程序 1.4 日下午-1.5 日中心机房调试程序 1.6 日课程设计答辩 五、主要参考资料五、主要参考资料 [1][1]肖看肖看. .李群芳李群芳. .单片机原理、接口及应用，清华大学出版社单片机原理、接口及应用，清华大学出版社.2010.9.2010.9 [2][2]楼然苗楼然苗. .单片机课程设计指导单片机课程设计指导. .北京北京: :北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社.20022002. [3][3]孙育才主编，孙育才主编，MCS-51MCS-51 系列单片微型计算机及其应用系列单片微型计算机及其应用. .东南大学出版社东南大学出版社 指导教师（签名）指导教师（签名） ：：教研室主任（签名）教研室主任（签名） ：： 课程设计成绩评定表课程设计成绩评定表 出勤 情况 成 绩 评 定 提问 （答辩） 问题 情况 综 合 评 定 指导教师签名： 年月日 出勤天数 缺勤天数 出勤情况及设计过程表现（20 分） 课设答辩（20 分） 设计成果（60 分） 总成绩（100 分） 目录 1.方案论证 1 2.硬件设计 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 2.1 系统构成 2 2.2 器件选择 .2 2.2.1 AT89C51 概述 .2 2.2.2 AT89C51 引脚功能 .3 2.2.3 复位电路的设计.4 2.3 数字温度传感器 .5 2.3.1 DS1621 的技术指标 5 2.3.2 DS1621 的工作原理 6 2.4 单片机和 DS1621 接口电路6 2.5 七段 LED 数码显示电路 7 3.系统软件设计 9 3.1 编程语言选择 9 3.2 主程序的设计 9 3.3 温度采集模块设计 .10 3.4 温度计算模块设计 .10 3.5 串行总线编程 .11 4.软硬件调试结果分析 .12 5.设计总结 .13 6.参考文献 .14 附录 A 多点温度采集系统电路原理图 15 课程设计说明书课程设计说明书 1.方案论证 该系统可以使用方案一：热敏电阻；方案二：数字温度芯片 DS1621 实现。采 用数字温度芯片 DS1621 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制， 省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工 业测温元件，此元件线形较好。在0—100 摄氏度时，最大线形偏差小于 1 摄氏度。 DS1621 的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1621 和微控制 器 AT89C51 构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与计算机连 接。这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大。采用 51 单片机控制，软件 编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小， 硬件实现简单，安装方便。 控制工作，还可以与 PC 机通信上传数据，另外 AT89S51 在工业控制上也有着 广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。 该系统利用 AT89C51 芯片控制温度传感器 DS1621 进行实时温度检测并显示， 能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。该系统扩展性 非常强，它可以在设计中加入时钟芯片 DS1302 以获取时间数据，在数据处理同时 显示时间，并可以利用 AT24C16 芯片作为存储器件，以此来对某些时间点的温度数 据进行存储，利用键盘来进行调时和温度查询，获得的数据可以通过 MAX232 芯片 与计算机的 RS232 接口进行串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。故采用了 方案二。 测温电路的总体设计方框图如图 1-1 所示，控制器采用单片机 AT89C51，温度 传感器采用 DS1621，用 5 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。 1 图 1-1 测温电路的总体设计方框图 课程设计说明书课程设计说明书 2.硬件设计 2.1 系统构成 本温度数据采集系统的主要功能是测量温度，并显示温度测量结果，并附带了 单片机和 PC 机之间通讯接口。系统结构包括单片机部分、温度传感器、显示电路、 通讯接口电路等几个部分。图 2-1 为系统的总体结构框图。 图 2-1 测温系统的总体结构框图 系统工作原理是：电路在上电后，最先单片机利用模拟总线I2C 对 DS1621 进行 寻址，单片机在接收到 DS1621 应答后，单片机将设置/状态寄存器的值通过 I2C 总 线写入该寄存器，之后 DS1621 在单片机控制下进行温度测量，然后 DS1621 把所采 集的温度（－50 摄氏度～＋100 摄氏度，精度为 0.5 摄氏度）传输给单片机，最后 单片机把温度数据送到 LED 上显示。系统中附带的串行接口以供备用。 2.2 器件选择 2.2.1 AT89C51 概述 对于单片机的选择 ， 可以考虑使用 8031 与 8051 系列 ， 由于 8031 没有内部 RAM， 系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。所以，我们选用51 系列单片机 AT89C51。AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能CMOS8 位单片机，片内 含 4KB 的可编程的 Flash 只读程序存储器，兼容标准 8051 指令系统及引脚，并集 成了 Flash 程序存储器，既可在线编程（ ISP） ，也可用传统方法进行编程，因此， 低价位 AT89C51 单片机可应用于许多高性价比的场合，可灵活应用于各种控制领 域，对于简单的测温系统已经足够。单片机AT89C51 具有低电压供电和体积小等特 点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品 的设计