基于51单片机的数字温度计设计

基于51单片机的数字温度计设计

一．课题选择

随着时代的发展，控制智能化，仪器小型化，功耗微量化得到广泛关注。单片机控制系统无疑在这方面起到了举足轻重的作用。单片机的应用系统设计业已成为新的技术热点，其中数字温度计就是一个典型的例子，它可广泛应用与生产生活的各个方面，具有巨大的市场前景。

二．设计目的

1. 理解掌握51单片机的功能和实际应用。 2. 掌握仿真开发软件的使用。

3. 掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。

三．实验要求

1. 以51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计。 2. 采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。 3. 温度显示采用4位LED数码管显示，三位整数，一位小数。

四．设计思路

1. 根据设计要求，选择STC89C51RC单片机为核心器件。

2. 温度检测采用DS18B20数字式温度传感器。与单片机的接口为P3.6引脚。 3. 采用usb数据线连接充电宝供电，接电后由按钮开关控制电路供电。 硬件电路设计总体框图为图1：

编辑版word

五．系统的硬件构成及功能

1. 主控制器

单片机STC89C51RC具有低电压供电和体积小等特点，有40个引脚,其仿真图像如下图所示：

2. 显示电路

显示电路采用4位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。LED数码管在仿真软件中如下图所示：

编辑版word

3. 温度传感器

DS18B20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位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： 1. 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯。 2. 简单的多点分布应用。 3. 无需外部器件。 4. 可通过数据线供电。 5. 零待机功耗。

6. 测温范围-55~+125摄氏度。 其电路图如下图所示：

编辑版word

在仿真软件中如下图所示：

DS18B20的测温原理图如下图所示：

在正常测温情况下，DS18B20的测温分辨力为0.5摄氏度，可采用下述方法获得高分辨率的温度测量结果。：首先用DS18B20提供的读暂存器指令（BEH）读出以0.5摄氏度为分辨率的温度测量结果，然后切去测量结果中的最低有效位（LSB），得到所测实际温度的整数部分Tz，然后再利用BEH指令取计数器1的计数剩余值Cs和每度计数值CD。考虑到DS18B20测量温度的整数部分以0.25、0.75摄氏度为进位界限的关系，实际温度Ts可以用下式计算： Ts=(Tz-0.25)+(CD-Cs)/CD

编辑版word