基于51單片機數(shù)字溫度計設計論文

是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要從數(shù)單片機技術入手，一切向著數(shù)字化控制，智本設計所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用，該設計控制器使用單片機AT89S51,測溫傳感器使用DS18B20,用3位共陽極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)溫度2總體設計方案由于本設計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到A/D轉換電路，感溫電路比較麻煩。2.1.2方案二進而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設計中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20,此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設計也比較簡單，故采用了2.2方案二的總體設計框圖溫度計電路設計總體設計方框圖如圖1所示，控制器采用單片機AT89S51,溫度傳感器采用主控制器報警點按鍵調單片機AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的顯示電路采用3位共陽LED數(shù)碼管，從P3口RXD,TXD串口輸出段碼。統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點如下：●溫度以9或12位數(shù)字；●報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度(溫度報警條件)的器件；DS18B20采用3腳PR-35封裝或8腳SOIC封裝，其內部結構框圖如圖2所示。位C和口64位ROM的結構開始8位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器TH和TL,可通過軟件寫入戶報警上下限。DS18B20溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結構為8字節(jié)的存儲器，結構如圖3所示。頭2個字節(jié)包含測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第5個字節(jié)，為配相應精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖3所示。低5位一直為1,TM是工作模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式，DS18B20出廠時該位被設置為0,用戶要去改動，R1TH用戶字節(jié)1TL用戶字節(jié)2保留保留保留111高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所有8字s09s09000在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼(CRC)。主機ROM的前56位來計算CRC0時，溫度寄存器的值將加1,減法計數(shù)器1的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫溫度/℃二進制表示0另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重圖4DS18B20與單片機的接口電路2.3DS18B20溫度傳感器與單片機的接口電路2.4系統(tǒng)整體硬件電路2.4.1主板電路主板電路等，如圖5所示。不在上下限范圍內時，發(fā)出報警鳴叫聲音，同時LED數(shù)碼管將沒有被測溫度值顯示，這時可以圖5中的按健復位電路是上電復位加手動復位，使用比較方便，在程2.4.2顯示電路和TXD,串口的發(fā)送和接收，四只數(shù)碼管采用74LS164右移寄存器驅動，顯示比較清晰。11kko03系統(tǒng)軟件算法分析據(jù)刷新子程序等。主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度測NYYN發(fā)DS18B20復位命令發(fā)跳過ROM命令YNYN圖7主程序流程圖圖8讀溫度流程圖3.2讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖8示發(fā)跳過ROM命令溫度轉換命令子程序主要是發(fā)溫度轉換開始命令，當采用12位分辨率時轉換時間約為750ms,在本程序設計中采用1s顯示程序延時法等待轉換的完成。溫度轉換命令子程序流程圖如上圖，圖9所示3.4計算溫度子程序計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖10所示。N溫度零下?YNYNY3.5顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。程序流程圖如圖11。經過將近三周的單片機課程設計，終于完成了我的數(shù)字溫度計的設計，雖然沒有完全達到設計要求，但從心底里說，還是高興的，畢竟這次設計把實物都做了出來，高興之余不得不深思呀!在本次設計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，雖然以前還做過這樣的設計但這次設計真的讓我長進了很多，單片機課程設計重點就在于軟件算法的設計，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序并不是一件簡單的事，舉個例子，以前寫的那幾次，數(shù)據(jù)加減時，我用的都是BCD碼，這一次，我全部用的都是16進制的數(shù)直接加減，顯示處理時在用除法去刪分，感覺效果比較好，有好多的東西，只有我們去試著做了，才能