基于单片机的数字温计课程设计硬件.docx

摘要

本设计以STC89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序。

关键词：STC89S51；单片机；DS18B20；温度芯片；LED

目录

TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc17382引言 1
HYPERLINK\l_Toc228671.设计概述 2
HYPERLINK\l_Toc32011.1设计目标和要求 2
HYPERLINK\l_Toc247781.2设计思路 2
HYPERLINK\l_Toc4842.系统方案及硬件设计 3
HYPERLINK\l_Toc200682.1设计方案 3
HYPERLINK\l_Toc318552.2方案的硬件总体方框图 3
HYPERLINK\l_Toc38032.3温度传感器DS18B20测温原理 4
HYPERLINK\l_Toc154592.4硬件设计 9
HYPERLINK\l_Toc56532.4.1主控制器电路 9
HYPERLINK\l_Toc171862.4.2复位电路 10
HYPERLINK\l_Toc93022.4.3时钟振荡电路 10
HYPERLINK\l_Toc14625正相驱动电路 11
HYPERLINK\l_Toc149752.4.5反相驱动电路 PAGEREF_Toc1497511
HYPERLINK\l_Toc318292.4.6显示电路 PAGEREF_Toc3182912
2.5软件设计 12
HYPERLINK\l_Toc54893.系统原理图 14
HYPERLINK\l_Toc238004.proteus软件仿真结果 15
HYPERLINK\l_Toc4454.1系统仿真设计 PAGEREF_Toc44515
HYPERLINK\l_Toc141284.2仿真结果分析 15
HYPERLINK\l_Toc288565.结论 16
HYPERLINK\l_Toc19886.参考文献 17


引言

单片机以其体积小、功能完善、抗干扰能力强、价格低廉等优点而被广泛应用于工业控制、可编程序控制器、通信、家电等领域。89C51系列单片机经过多年的发展，在性能、指令功能、运算速度、控制能力等方面都有很大的提高，已被越来越多的科学工作者所关注。
目前，大学院校相关电子、机电、自动化、计算机等专业都在开设这门课程。单片机课程设计是学生加深理论知识理解、提高实际设计能力的重要环节，从设计电路板，到程序编制与调试，最后完成一个单片机系统的设计，可以使学生体验到成功的快乐。Proteus虚拟单片机仿真软件可以成功地进行绝大部分的单片机硬件仿真，轻松实现程序功能的展示。
1.设计概述
1.1设计目标和要求
1.用所学的单片机知识设计制作数字温度计；
2.测温范围是-50℃---100℃；
3.误差小于0.5℃；
4.所测的温度值可以由LCD数码管直接显示；
5.进一步熟悉proteus,protel,word软件的功能和使用方法；
1.2设计思路
首先确定我们所设计的是一个数字温度计，由单片机、温度传感器以及其他电路共同实现。
根据所要实现的功能，先在proteus软件上仿真。根据所选用的硬件可以将整个软件设计分为若干子程序，有初始化、查询时间、发送指令、读取数据、显示温度等构成，可将以上子程序分别设计，实现各自的功能，再在子程序中调用，就可以实现预期的目标。
在proteus软件里画出相应的电路图，将编写好的程序的编译后的文件下载到proteus电路图的单片机里，进行仿真，对温度传感器设置不同的参数，看是否达到了我们设计所要求的目标，如果不符合要求，需要检查程序算法和硬件连接是否有误。若仿真成功，就按照电路图焊接硬件。
2.系统方案及硬件设计
2.1设计方案
采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和AT89C51单片机构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,也可直接与计算机连接。采用AT89C51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。该系统利用AT