基于单片机的数字温度计设计课程作业.doc

简介：
本课程作业主要介绍了一种基于单片机技术的数字温度计的设计方案。通过详细的硬件电路设计和软件编程实现温度数据采集与显示功能，该设计为学生提供了实践单片机应用的良好平台。文档详细记录了项目开发过程中的各项关键步骤和技术细节。 温度的检测与控制在工业生产过程中是一项典型的应用需求。本设计以AT89C52单片机为核心，采用DS18B20温度传感器进行温度测量，并通过多个功能模块实现包括温度采集、显示及报警等功能。 基于题目中的基本要求，该系统对温度数据的收集和展示进行了重点开发与优化。系统的大部分操作可以通过软件来完成，充分体现了硬件软件化的理念，在实际应用中各部分功能在实验板上均能顺利运行并达到预期效果。 一．绪论 随着技术的发展和社会需求的变化，智能化控制、仪器小型化以及功耗的降低越来越受到重视。单片机控制系统在这几个方面发挥了重要作用，并且已经成为新的技术创新热点领域之一，数字温度计就是其中的一个典型应用实例。 人们的生活和生产活动与环境中的温湿度息息相关，在工业生产和农业活动中都需要实时监测温度变化情况，因此研究有效的测温方法和技术具有重要的实用价值和社会意义。测量温度的关键在于选择合适的传感器设备；目前市场上常见的温度传感技术经历了从传统的分立式到模拟集成再到智能集成的发展历程。 当前的数字型温度传感器在20世纪90年代中期开始出现，并且是微电子、计算机以及自动测试等先进技术融合的结果，具备输出数字化温湿度数据和相关控制信号的能力。随着社会的进步与科技的发展，人们对各种类型传感器的要求越来越高，在单片机的基础上逐渐从模拟式向全数字型转变；同时向着更高级别的智能化集成化方向迈进，并且朝着高精度、多功能性以及总线标准化等高科技领域快速发展。 相比于传统的温度计而言，新型的数字化温度测量系统拥有读数直观方便的特点，可以提供宽广的测温范围和较高的准确性。此外其输出的数据采用数字显示方式更加易于理解和分析处理，在对精确度要求比较高的场所或科研实验室中得到了广泛应用。本次设计采用了ATMEL公司的AT89C52单片机作为核心控制器，并且选择了DALLAS公司生产的DS18B20温度传感器进行温度采集工作，通过数码管来显示测量结果。 二．设计目的 本项目旨在帮助学生掌握以下技能： - 单片机的工作原理和基本操作方式； - 设计简单的单片机控制系统（包括电源模块、复位电路以及按键控制等部分）的能力； - 编写适用于特定应用场合的程序代码并进行调试的方法； - 根据实际需求选择合适的外围设备来实现相应的功能任务。 三．设计要求 利用51系列单片机构建一个数字温度计系统，具体目标包括： - 设计工作电源模块和复位电路； - 实现两位LED数码管显示当前环境中的实时温度值； - 安装选定的传感器并连接到A/D转换芯片上以获取连续的数据流信息； - 绘制软件控制流程图以及编写对应的程序代码。 四．设计思路 1. 根据项目需求，采用AT89C52单片机作为主要处理单元。 2. 温度采集部分选用DS18B20智能型温度传感器完成数据收集工作。 3. 按键控制包括三个独立的按钮：用于增加数值、确认设置以及返回上一级菜单等操作，分别通过P3口的不同引脚接入电路中； 4. 报警提示采用蜂鸣器实现，并连接到单片机的一个I/O端口中。 五．系统的硬件构成及功能 1. 主控制器 本设计使用AT89S52型号的单片机，该芯片具有低功耗和体积小等特点，在工业级产品中广泛适用。四个接口只需两个即可满足电路系统的要求。 2. 显示模块 使用四位共阳极LED数码管来显示温度信息，并通过P3口中的TXD、RXD串行端口输出相应的段码信号。 3. 温度传感器 本方案选用的是美国DALLAS公司生产的DS18B20型智能温湿度测量元件，能够直接读取被测物体的实时数据。