课程设计--多点温度计设计.doc

多点温度计设计课程设计方案课程设计要求1.1.1.基本要求利用数字温度传感器与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20采集温度信号，计算后用LED1602字符型液晶显示相应的温度值。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。首先进行预设计，根据选定硬件电路方案，充分利用单片机软、硬件资源。主要设计指标有测量两点或两点以上的温度，测温范围均为：0～100℃；每点温度分辨力：0.0625℃；测量速率：2次/秒自动连续测量。1.1.2.扩展要求用图形液晶显示温度曲线，当前温度、单位等，利用单片机实现一些扩展功能，如：实现超温报警等，或结合自身能力实现其他功能。课程设计内容1.2.1设计方案根据课程设计要求，制定课程设计方案。采用专用集成数字化温度传感器DS18B20测温，它具有接口简单、直接数字量输出、精度高等优点。DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器，它的温度检测与数字检测数据全集成于一个芯片之上，测量范围为-55～+125℃，在-10～+85℃内，精度为±0.0625℃，完全可以满足设计指标要求。在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号,这个序列号是出厂前已经刻录在DS18B20中，需要用户使用前进行读取。它还可以实现“一线总线”的数字方式传输，即在一个端口上，可以挂很多数字温度传感器，通过读取每个DS18B20的序列号，进行匹配后完成多个DS18B20的测温过程，电路简单，易于实现。另DS18B20支持3～5.5V的电源范围，使得系统设计更加方便灵活。DS18B20支持报警温度设置，用户设定的报警温度保存在EEPROM存储器，满足部分扩展要求，并且掉电后依然保存，方便随时的通断电。单片机控制模块以ATMEL公司生产的AT89C52单片机为主控核心，AT89C52单片机价格便宜，语言简单，是单片机初学者的基本入门课程，对于初学者来说使用容易，且可用性强。在完成对DS18B20所采集的温度进行读取、输出并控制LED1602实时显示外，为了满足扩展要求，增加显示时间模块，完成对时间的设置，以达到设计要求。温度显示模块选用字符型LED1602，1602使用技术成熟，价格便宜，对于实时显示温度、单位等可以满足要求。按键模块直接使用普通按键，操作简单，价格便宜。系统框图如图1所示。AT89C51单片机主控制模块蜂鸣器报警电路串口（供电和程序下载）复位和时钟振荡电路1602液晶显示2个DS18b20测温电路图1多点测温系统框图1.2.2设计内容根据制定的实验方案，进行课程设计，其内容包括硬件电路设计和系统软件设计，其主要模块包括AT89C52单片机主控制模块、多个DS18B20测温模块、LED1602液晶显示模块和按键模块。硬件电路较为简单，参照单片机AT89C52和数字温度传感器DS18B20的工作原理和技术手册，以及实验方案中的蜂鸣器设计、按键设计，完成硬件电路图的设计和绘制。系统软件分为两大部分，DS18B20的序列号读取程序和温度测量程序。根据DS18B2的工作过程和读写时序、AT89C52工作特点和想要达到的设计效果，进行程序的编写。具体工作过程为：下载读序列号程序，读取两个DS18B20中的序列号，并记录下来；根据读取的序列号更改数组内容后，重新下载程序，进行多点测温过程，由DS18B20温度传感器芯片测量当前温度，通过程序匹配不同的DS18B20，传送各个DS18B20的测量值，将结果送入单片机；通过AT89C52单片机芯片对送入的测量温度读数进行计算和转换，并将此结果送入液晶显示模块，同时判断是否超过设定的警戒温度，决定蜂鸣器是否工作；LED1602模块将送来的值显示于显示屏上。单片机通过扫描按键，进入不同的子程序，完成时间的显示。课程设计原理1.3.1DS18B20工作原理1.3.1.1DS18B20概述DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20产品的特点只要求一个端口即可实现通信。在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。测量温度范围在－55.C到＋125.C之间。数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。内部有温度上、下限告警设置。DS18B20引脚功能描述见表1。表1DS18B20详细引脚描述DS18B20引脚图如图2所示。1.3.1.2DS18B20的主要特性（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。（2）独特的单线接口方式，DS18B20在与