智能化仪器及原理应用课程设计设计题目：数字温度计的设计专业班级：自动化班姓名：组员：指导老师：日期：1目录一、摘要2二、方案论证2三、电路设计2、设备整机结构及硬件电路框图2、单片机的选择3、温度显示电路34、温度传感器4、软件设计6、系统所运用的功能介绍：8四、系统的调试及性能分析：8附件：温度计程序92一、摘要本设计的主要内容是应用单片机和温度传感器设计一个数字温度表，DS18B20是一种可组网的高精度数字温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单可靠。本设计基于数字温度传感器DS18B20，以AT89C51片机为核心设计此测试系统，具有结构简单、测温精度高、稳定可靠的优点。可实现温度的实时检测和显示，本文给出了系统的硬件电路详细设计和软件设计方法，经过调试和实验验证，实现了预期的全部功能。二、方案论证方案一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到转换电路，感温电路比较麻烦。方案设计框图如下：方案二：考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。二、电路设计、设备整机结构及硬件电路框图根据设计要求与设计思路，设计硬件电路框图如下图所示，4位数码管显示器系统中AT89C51成对DS18B20初始化、温度采集、温度转换、温度数码显示。本装置详细组成部分如下：a.主控模块：AT89C51片机；b.传感器电路：DS18B20温度传感器；c.电路：四位数码管显示。DS18B2AT89C51主控制显示电扫描驱的管脚结构U1T8-293345678XTAXTALRPSENALEEAP1.0P1.1P1.2P1.3PO.O/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0-P3.3/INT1P3.4/T0P3.57T1P3.6/WR"—P3.7/RD-21223按照系统设计功能的要求，确定系统由个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。数字温度计总体电路结构框图所示：、单片机的选择单片机有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。AT89C51、温度显示电路四位共阳极数码管，能够显示小数和负温度。零下时，第一个数码管显示负号。当温度超过时，四个数码管全部亮。列扫描用一来实现，列驱用。电路仿真图如下：3■-U119R2.上4.7K-尊P1.0P1.1P1.2P1.3PO.O//t(iPD.1//S01P0.2朋：<2PD.3//P2.1//WP2.2/A1DP2.3/A11P2.4/P3.D/RXDP3.i.m-：DP3.2.-WiP3.3/fMfTP3.4GD■39■33■37■■1044、温度传感器DS18B20温度传感器是美国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。电路图如下：C222p»CTAKTALRPSEN.ALEP2.D//■25■2S~^25"9RESPACKJ2••■门曰片hrtH：■1■10HUDS18B2DO肆GND■21■22■2订AT89CABCDEFGDF1234XI.ICRY-STWL-••系统PiJIPi.iP'JP'JP'AIL±I™5kE：COEFQDF12：34-k£：i35EFQDF1£：-4-Clpiajaxr."Ibid■■■TTZEcr-0TTW*■.rizJaTn川工Jl^IlJiAl""""HErA-□丁«■ror*-n川lqJl.qIqzlrrL-.rrFrm、软件设计主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序和现实数据刷新子程序等。主程序主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理的测量温度值。温度测量每进行一次。主流程图如下：初次上调用显乔程序4慷出温度值温度计算处理显示数据刷新」发温度转换开始命令」读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出中的字节。在读出时须进行校验，校验有错时不进行温度数据的改写。流程图如下：发DS18B20复位命令P发跳过ROM命令...
