單片機(jī)數(shù)字溫度計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目：數(shù)字溫度計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 院 系：工學(xué)院電氣與電子工程系 專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 二一七年十二月數(shù)字溫度計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告摘 要在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要檢測(cè)溫度，傳統(tǒng)的方式是采用熱電偶或熱電阻。其硬件電路和軟件調(diào)試比較復(fù)雜，制作成本較高。近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正不斷走向深入。所以我們選用單片機(jī)作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)的產(chǎn)生，用單片機(jī)本生的優(yōu)勢(shì)節(jié)約成本，使電路更簡(jiǎn)單。溫度的檢測(cè)與控制是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中比較典型的應(yīng)用之一，隨著傳感器在生產(chǎn)和生活中的更加廣泛的應(yīng)用，利用新型單總線式數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)試與控制得到更快的開(kāi)發(fā)。在這里介紹了一種基于 STC89C51 單片機(jī)的溫度測(cè)量及控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及 C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布線簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高，擴(kuò)展方便，在大型倉(cāng)庫(kù)，工廠，智能化建筑等領(lǐng)域的多點(diǎn)溫度檢測(cè)中有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：DS18B20 STC89C51 溫度測(cè)量The Design Report of the Digital Thermometer CourseABSTRACTTemperature is often detected in daily life and industrial and agricultural production. The traditional way is to use thermocouples or thermal resistors. Its hardware circuit and software debugging are more complex, and the production cost is high. In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of MCU is going deep. Therefore, we choose the MCU as the core component for logical control and signal production, using the advantages of the single chip microcomputer to save cost and make the circuit more simple. Temperature detection and control is one of the typical applications in the industrial production process. With the wider application of sensors in production and life, the new single bus digital temperature sensor is applied to achieve faster development of temperature test and control. Here introduces a kind of hardware structure of the temperature measurement and control system of STC89C51 microcontroller and C language program design based on the system design and layout is simple, compact structure, small volume, light weight, strong anti-interference ability, high performance, easy to expand, the factory in large warehouse, and has wide application prospect in many the temperature detection in the field of intelligent building.Key words：DS18B20 STC89C51 temperature measurement目錄第 1 章 緒論 .- 1 -第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù) .- 2 -2.1 設(shè)計(jì)目的 .- 2 -2.2 設(shè)計(jì)指標(biāo) .- 2 -2.3 設(shè)計(jì)要求 .- 2 -第 3 章 設(shè)計(jì)思路與總體框圖. .- 3 -第 4 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) .- 4 -4.1 主控電路 .- 4 -4.2 溫度顯示電路 .- 4 -4.3 按鍵電路 .- 5 -4.4 報(bào)警電路 .- 5 -第 5 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真 .- 6 -5.1 仿真原理圖 .- 6 -5.2 功能元件的分析 .- 6 -第 6 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .- 12 -6.1 主程序 .- 12 -6.2 讀出溫度子程序 .- 13 -6.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 .- 13 -6.4 計(jì)算溫度子程序 .- 13 -6.5 1602 的液晶顯示 .- 14 -結(jié)論 .- 15 -致謝 .- 16 -參考文獻(xiàn) .- 18 -附錄 .- 19 - 1 -第 1 章 緒論單片機(jī)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制，智能儀器儀表， 機(jī)電一體化產(chǎn)品，家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì),科研項(xiàng)目中會(huì)廣泛應(yīng)用到單片機(jī)知識(shí)，而且，進(jìn)入社會(huì)后也會(huì)廣泛接觸到單片機(jī)的工程項(xiàng)目。鑒于此，提高“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課的教學(xué)效果，讓學(xué)生參與課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)甚為重要。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)涉及的內(nèi)容十分廣泛，如何使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握單片機(jī)應(yīng)用的基本原理及方法，是一個(gè)很有價(jià)值的教學(xué)項(xiàng)目。為此，我們進(jìn)行了“單片機(jī)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用”方面的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)腦動(dòng)手以及協(xié)作能力。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是針對(duì)模擬電子技術(shù)，數(shù)字邏輯電路，電路，單片機(jī)的原理及應(yīng)用課程的要求，對(duì)我們進(jìn)行綜合性實(shí)踐訓(xùn)練的實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，它包括選擇課設(shè)任務(wù)、軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)，調(diào)試和編寫(xiě)課設(shè)報(bào)告等實(shí)踐內(nèi)容。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)目標(biāo):第一，讓學(xué)生初步掌握單片機(jī)課程的試驗(yàn)、設(shè)計(jì)方法，即學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求和性能約束，查閱文獻(xiàn)資料，收集、分析類(lèi)似的相關(guān)題目，并通過(guò)元器件的組裝調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，使最終硬件電路達(dá)到題目要求的性能指標(biāo)；第二，課程設(shè)計(jì)為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，而課程設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開(kāi)始從理論學(xué)習(xí)的軌道上逐漸引向?qū)嶋H運(yùn)用，從已學(xué)過(guò)的定性分析、定量計(jì)算的方法，逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的程序和實(shí)施方法。第三，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考樂(lè)于動(dòng)手的習(xí)慣，同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)并制作單片機(jī)類(lèi)產(chǎn)品，使學(xué)生能夠自己不斷地學(xué)習(xí)接受新知識(shí)（如在本課設(shè)題目中存在智能測(cè)溫器件 AD590，就是課堂環(huán)節(jié)中不曾提及的“新器件” ） ，通過(guò)多人的合作解決現(xiàn)實(shí)中存在的問(wèn)題，從而不斷地增強(qiáng)學(xué)生在該方面的自信心及興趣，也提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，對(duì)學(xué)生以后步入社會(huì)參加工作打下一定良好的實(shí)踐基礎(chǔ)- 2 -第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù)2.1 設(shè)計(jì)目的1. 了解數(shù)字溫度計(jì)及工作原理。2. 進(jìn)一步掌握數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方法。 3. 進(jìn)一步掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。 4. 進(jìn)一步掌握 KEIL 和仿真軟件的應(yīng)用。5. 進(jìn)一步熟悉集成電路的引腳安排.。2.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)1. 顯示溫度。2. 可以顯示大于零度的溫度也可以顯示小于零度的溫度。3. 具有顯示相應(yīng)環(huán)境溫度的功能，并且具有超出設(shè)定范圍內(nèi)溫度時(shí)可以報(bào) 警的功能，相應(yīng)環(huán)境可以人為選擇。2.3 設(shè)計(jì)要求1. 畫(huà)出總體設(shè)計(jì)框圖，以說(shuō)明數(shù)字溫度計(jì)由哪些相對(duì)獨(dú)立的功能模塊組成，標(biāo)出各個(gè)模塊之間互相聯(lián)系。并以文字對(duì)原理作輔助說(shuō)明。2. 設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊的電路圖，加上原理說(shuō)明。3. 選擇合適的元器件，在面包板上接線驗(yàn)證、調(diào)試各個(gè)功能模塊的電路，在接線驗(yàn)證時(shí)設(shè)計(jì)、選擇合適的輸入信號(hào)和輸出方式，在確定電路充分正確性同時(shí)，輸入信號(hào)和輸出方式要便于電路的測(cè)試和故障排除。4. 在驗(yàn)證各個(gè)功能模塊基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)電路的元器件和布線進(jìn)行合理布局，進(jìn)行整個(gè)數(shù)字溫度電路的接線調(diào)試。- 3 -第 3 章 設(shè)計(jì)思路與總體框圖.數(shù)字溫度計(jì)由主控制器（單片機(jī)） 、溫度傳感器(DS18B20)、顯示器(LCD1602)、獨(dú)立按鍵和報(bào)警電路組成，溫度傳感器所感應(yīng)的溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)其數(shù)據(jù)傳輸引腳傳送給單片機(jī)，單片機(jī)將所接收到的溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)處理，將其送至顯示器 LCD1602 顯示，并且能夠通過(guò)獨(dú)立按鍵設(shè)置溫度報(bào)警值，若溫度處于報(bào)警上限和下限之外，報(bào)警電路工作。圖 1 所示為數(shù)字溫度計(jì)的一般結(jié)構(gòu)框圖： 圖 1 數(shù) 字 溫 度 計(jì) 結(jié) 構(gòu) 框 圖DS18B20 傳感器蜂鳴器，指示燈報(bào)警溫度調(diào)整鍵單片機(jī)時(shí)鐘振蕩STC90C51主控制器LCD1602 顯示- 4 -第 4 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)4.1 主控電路單片機(jī) STC90C51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口同時(shí)使用以滿(mǎn)足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。晶振采用 12MHZ 圖 2 主 控 電 路4.2 溫度顯示電路采用液晶顯示屏 LCD1602 顯示，第一行顯示“18B20 OK TL”和報(bào)警下限值,第二行顯示實(shí)時(shí)溫度以及報(bào)警上限值，并且能夠顯示負(fù)溫度值。用 P0 口進(jìn)行 LCD1602 的數(shù)據(jù)寫(xiě)操作，P2.5P2.7 口進(jìn)行 LCD1602 的命令控制端口。電路圖如下：- 5 - 圖 4 溫 度 顯 示 電 路 4.3 按鍵電路 本系統(tǒng)一共設(shè)置了四個(gè)按鍵，k1 鍵設(shè)置溫度下限加，k2 鍵設(shè)置溫度下限減k3 鍵設(shè)置溫度上限加，k4 鍵設(shè)置溫度上限減。 圖 5 按 鍵 電 路4.4 報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)采用蜂鳴器和 LED 燈組成報(bào)警電路，電路圖如下： 圖 6 報(bào) 警