温度检测实训报告

课程设计说明书设计名称：单片机原理及应用课程实训题目：数字温度计的设计

学生姓名：

专业：电气工程与自动化

班级： 11自动化三班

学号：

指导教师：

日期： 2014 年 6 月 26 日

课程设计任务书

电气工程与自动化专业 11 年级 3 班

一、设计题目

数字温度计的设计

二、主要内容

设计一个数字式温度计，技术指标要求：1)利用单片机系统实现 -55-128 温度的输出，并用LED数码管或LCD将输出频率显示出来；2)可以任意输出温度。

三、具体要求

1．了解硬件电路组成，以及各部分的作用。

2．掌握数字温度计的工作原理。

3．设计数字温度计软件程序，画主程序，子程序流程图，编写程序清单。

4．完成系统调试。

5．撰写课程设计报告。

四、进度安排

1．每个同学根据实验题目，查找相应资料，并由组长组织分析任务要求，对任务进行分解，明确每个同学的具体任务；（半天）2．确定系统的整体设计方案，画出软件框图，分头进行电路连接，软件编写。（4天）3．学会并熟练掌握在伟福和Keil C开发平台上，用汇编和C语言编程和调试，并写入CPU，进行实际调试。（2天半）4．编写不少于3000字的课程设计总结报告及提供程序清单（电子版）。（1天半）5．总结与答辩。（半天）

五、完成后应上交的材料

1．课程设计说明书

2．源程序清单（电子版）

六、总评成绩

指导教师签名日期年月日

系主任审核日期年月日

目录

1．设计的主要内容和任务 (5)

2. 实现原理 (5)

2.1系统原理图 (5)

2.2 整体电路原理 (6)

2.3各电路部分原理 (6)

2.3.1 晶振电路 (6)

2.3.2 温度传感器设计 (7)

2.3.3 液晶显示电路 (10)

2.4 设计方案 (12)

2.4.1设计步骤 (13)

3.软件系统设计 (13)

3.1 主程序 (14)

3.2 系统各子程序 (15)

3.2.1读取温度子程序 (15)

3.2.2计算温度子程序 (16)

3.2.3显示数据刷新程序 (17)

3.2.4 温度数据的计算处理方式 (17)

4.电路调试 (18)

4.1 调试设备 (18)

4.2 调试步骤 (18)

4.2.1 硬件诊断 (18)

4.2.2 单片机程序调试 (19)

4.2.3 电路仿真 (20)

5. 下位机 (21)

5.1 VB编译程序 (22)

5.2 VB显示界面 (23)

6.结论及存在问题 (24)

1 设计的主要内容和任务

我们设计的温度显示系统是一个可以显示时间及温度的系统，然后把采集的数据发到PC同步显示。该系统是由中央控制器、温度检测器、时钟、显示器及上位机部分组成。控制器采用单片机STC89C52，温度检测部分采用DS18B20温度传感器，用LCD液晶LCD1602作为显示器。单片机通过内置定时器计算时间数据，对数据处理后显示时间；温度传感器采用DS18B20采集温度信号送给单片机处理，单片机再把时间数据和温度数据送液晶显示器LCD1602显示，再把采集到的温度数据通过串口通信发到用VB编写的界面显示。

2 实现原理

2.1 系统原理图

系统由单片机主控模块、时钟模块、测温模块、存储模块、显示模块、键盘接口模块共6个模块组成如图2-1所示。其总电路图见附录1

图2－1系统原理

2.2整体电路原理

根据系统设计方案，系统由STC89C52、测温芯片DS1802、液晶显示电路，九针串口，MAX232芯片以及单片机最小系统相关元件组成。

本系统采用C语言，控制器采用单片机STC89C52，温度检测部分采用DS18B20温度传感器，用LCD液晶LCD1602作为显示器，用九针串口和MAX232芯片作为通信接口。单片机通过内部定时器计算时间，然后对数据处理后显示时间；温度传感器采用DS18B20采集温度信号送给单片机处理，单片机再把时间数据和温度数据送液晶显示器LCD1602显示，再经过用九针串口和MAX232芯片作为通信接口和用VB编写的上位机进行通信并显示传输的温度。2.3各电路部分原理

2.3.1晶振电路

单片机的晶振频率应低于40MHZ，所以我们采用11.0592MHZ，加两个30pF电容。图3-1所示。如图2－2

图2-2 晶振电路

2.3.2 温度传感器设计

由于传统的热敏电阻等测温元件测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部元件支持，且硬件电路复杂，制作成本相对较高。而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，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。电路图如图2－3所示。

图2-3 温度传感器电路图

（1）DS18B20的性能特点如下：

a)独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；

b)多个DS18B20可并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；

c)无须外部器件；

d)可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V；

e)零待机功耗；

f)温度以9或12位数字量读取；

g)用户可定义的非易失性温度报警设置；

h)报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条

件）的器件；

i）负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。