基于单片机的数字温度计设计报告
单片机课程设计报告（数字温度计）
单片机课程设计报告基于单片机的数字温度计设计1 绪论 2 方案设计 3 系统的硬件设计3.1 主控制器 3.2 显示电路3.3 温度传感器工作原理 3.4 温度传感器接口电路 4 系统的软件设计4.1 主程序4.2 温度测量4.2.1 初始化DS18B20 4.2.2 等待应答信号 4.2.3 DS18B20读字节 4.2.4 DS18B20写字节 4.2.5 启动温度测量 4.2.6 读取测量结果 4.2.7各算法流程图 4.3 数码管显示 5 系统的测试与总结 参考文献 附录1 原理图附录2 源程序清单源程序清单1 绪 论随着人们生活水平的不断提高随着人们生活水平的不断提高,,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
制方向发展。
现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。
在三大信息信息采集在三大信息信息采集((即传感器技术即传感器技术))、信息传输信息传输((通信技术通信技术))和信息处理(计算机技术计算机技术))中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个可以说是渗透到社会的每一个领域，人民的生活与环境的温度息息相关，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
基于单片机的数字温度计设计报告教材
数字温度计设计报告湖南理工学院姓名：赵灿灿班级： 1202班院别：物电专业：电子科学与技术学号：14122502307 指导老师：梅孝安目录一、引言 (2)二、设计任务与要求 (3)三、设计方案 (3)1、设计方案选择 (3)2、温度传感器DS18B20介绍及其测温原理 (4)四、系统硬件电路的设计 (6)1、主控制器 (6)2、显示电路 (7)3、DS18B20与单片机的接口电路 (8)五、系统的软件设计 (9)1、主程序 (9)2、读出温度子程序 (9)3、温度转换命令子程序 (10)4、计算温度子程序 (11)六、测试与仿真 (11)七、心得体会 (12)参考文献 (13)附录： (14)一、引言在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻，而热电偶和热电阻输出的一般都是电压，需要信号调理电路、A/D转换及相应的接口电路，才能把电压信号转换成数字信号送到计算机去处理，硬件电路复杂，制作成本高。
数字温度计的出现，使得这些问题迎刃而解，它不仅拓宽了温度计的应用范围，而且具有实时性、准确性、高效性等特点。
本次设计采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20作为检测元件，可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
二、设计任务与要求应用所学知识设计一个数字温度计，要求：1、测温范围在-55 ~ +125℃；2、误差在±0.5℃以内；3、采用液晶屏显示测量温度值；三、设计方案1、设计方案选择本次设计采用美国DALLAS 半导体公司生产的DS18B20作为检测元件，测量范围为-55 ~ +125℃，最高分辨率可达0.0625℃。
DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。
数字温度计设计单片机设计报告
一、硬件电路设计（一）、硬件电路设计方案硬件电路的单片机芯片采用A T89C51芯片，进行数据处理。
数据采集部分的传感器采用DS18B20芯片数字温度传感器。
总线驱动使用ZLG7290B 芯片，用六位七段LED 数码显示器显示测量的温度值，键盘按键S1实现测量控制，按下按键S1则刷新测量的温度值。
系统硬件总体框图：（二）、芯片介绍 1、AT89C51芯片AT89C51是一种带4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM —Flash Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器，A T89C2051是它的一种精简版本。
A T89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图所示。
2、DS18B20芯片(1) DS18B20简介DS18B20是由美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器芯片。
与传统的热敏电阻有所不同，DS18B20可直接将被测温度转化为串行数字信号，以供单片机处理，它还具有微型化、低功率、高性能、抗干扰能力强等优点。
通过编程，DS18B20可以实现9~12位的温度读数。
信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从微处理器到DS18B20仅需连接一条信号线和地线。
读、写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。
(2) DS18B20的引脚功能DS18B20的引脚(图7-10)，其功能如表7-8所示。
基于单片机的数字温度计课程设计报告
1 基于单片机的数字温度计设计1引言 设计一个数字温度计，以单片机为控制核心，运用集成度较高的温度传感器和显示器能够较为准确测量并显示出温度结果，且测温范围较广，可根据实际需要通过软件设置高低温报警，并在仿真的基础上制作出设计产品，通过对具体问题的提出，对问题的分析和解决，加强了理论运用于实际的能力，最终该产品要能够运用于实际，如冷冻库，粮仓，储罐，电讯机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域，主要用于测量室温。
2设计方案及原理2.1总体设计方案根据电子元件的发展要求，要在可实现的前提下，选择硬件简单、集成度高、可靠性强的设计方案；软件与硬件呈现互补关系，当硬件较为简单时，需要软件控制实现其功能，因此选择集成度高，控制方法清晰、实际运用广泛的硬件。
总体设计要求：（1）温度测量范围为传感器的理论值（-55℃—125℃）（2）通过软件分别实现高温和低温报警（预设35℃和-20℃）（3）使用LCD1602显示所测温度（4）温度测量精度为0.5℃总体设计方框图如图1 所示：2 2.2系统组成原理温度测量模块选用集成芯片DS18B20作为温度的测量和变送，输出信号为数字信号。
DS18B20采用单总线的数据传送，可以直接通过一个I/O 口向单片机接收设置信号和向单片机发送温度的测量值。
控制模块采用STC89C52单片机。
功能强大STC89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
输出模块采用液晶显示LCD1602，总共可以显示两行共32个字符，设计中显示器的第一行使用软件预设想要显示的字符，温度值则放在第二行中显示。
本次设计采用红色LED 作为高温报警指示灯，黄色作为低温报警指示灯。
另外在高低温报警的同时有蜂鸣器发出报警的蜂鸣声。
设计总电路图原理如图2所示：图2 总体设计电路图3软件设计本次设计采用c 语言编程，程序主要由传感器复位，温度转换，温度显示三个子程序和一个主程序组成，主程序首先执行传感器的温度转换子程序将实际温度转换成数字量并存储在传感器内部的存储器中，再将测量温度的数字量读到单片机中，判断正负温度和是否达到报警要求，如果达到报警要求，执行报警模块，最后将温度值的每一位转换成对应的ASCII 码值，由主程序调用温度显示子程序将测量的温度值显示出来。
基于单片机的数字温度计的设计实验报告毕业设计(论文)
目录1、绪论1.1 实验内容1.2实验目的1.3 实验原理2、系统硬件组成及基本原理2.1STC89C52单片机介绍2.2 花样流水灯的设计2.3 LED动态扫描显示2.4 定时计数器2.5 4*4独立键盘的设2.6 串口通信的设计2.7 数字温度计的设计3、单片机焊接与系统调试4、总结附录一整体原理图1、绪论1.1 实验内容本学期单片机实验包括六个，分别是花样流水灯实验、LED动态扫描显示实验、定时计数器实验、4*4键盘输入实验、单片机与PC机串口通信以及基于单片机的数字温度计的设计。
1.2 实验目的花样流水灯实验：熟悉LED的显示特点，了解单片机系统实现花样流水灯实验的硬件电路和软件编程技巧；LED动态扫描显示实验：掌握LED动态扫描显示原理，掌握LED动态扫描显示程序设计方法，熟悉LED动态扫描显示硬件设计方法；定时计数器实验：学习单片机内部计数器的使用和编程方法，进一步掌握中断处理程序的编程方法；4*4键盘输入实验：掌握键盘扫描的原理以及十/十六进制的转换，了解单片机输入和输出的过程,以及如何对数据进行采集的；单片机与PC机串口通信：掌握串行口工作方式的程序设计，掌握单片机通讯的编程，了解实现串行口通讯的硬环境，数据格式的协议，数据交换的协议，了解PC机通讯的基本要求；基于单片机的数字温度计的设计：通过对做的设计任务的实现，起到串起所学的数模技术、传感器技术、单片机技术及智能仪器等知识，通过理论联系实际，从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的标定等这一完整的实验过程，培养学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用。
1.3 实验原理LED动态扫描显示实验：为了节省输出端口数，数码LED显示一班采用动态扫描的方法，将所有数码LED的共阴极接在一个位型输出口上，将所有数码管的相同段接在一起作为字型口，软件控制每个数码LED轮流显示，任一时刻只有一个数码亮，但扫描速度足够快时，视觉效果是8个数码LED同时亮；定时计数器实验：定时和计数的本质是相同的，它们都是对一个输入脉冲进行计数，如果输入脉冲的频率一定，则记录一定个数的脉冲，其所需的时间是一定的，对CLK信号进行“减1计数”。
基于51单片机数字温度计设计报告
常州大学电子设计大赛主控制器STC89C52RC电路图DS18B20温度传感器接线图外部DS1302时钟电路接线图外部AT24C01存储电路接线图按键功能：目录第一章总论 ................................................ 错误！未定义书签。
1.1项目概况 ...................................................... 错误！未定义书签。
1.2研究依据及范围 .......................................... 错误！未定义书签。
1.3主要技术经济指标 ...................................... 错误！未定义书签。
1.4研究结论及建议.......................................... 错误！未定义书签。
第二章项目建设的背景和必要性............ 错误！未定义书签。
2.1项目建设的背景 .......................................... 错误！未定义书签。
2.2项目建设的必要性...................................... 错误！未定义书签。
第三章项目服务需求分析........................ 错误！未定义书签。
第四章项目选址与建设条件.................... 错误！未定义书签。
4.1选址原则...................................................... 错误！未定义书签。
4.2项目选址 ...................................................... 错误！未定义书签。
4.3建设条件 ...................................................... 错误！未定义书签。
基于单片机上实现的数字温度计设计报告
摘要本系统以AT89S52为核心，选用符合测量温度范围要求的DS18B20单总线数字温度传感器，DS1302串行时钟芯片，RT1602液晶显示器实现液晶显示当前日期、时间、星期和温度。
当测量温度超过设定的温度上下限时，启动蜂鸣器和指示灯报警。
温度显示稳定，且温度测量误差≤±1℃，温度值小数部分保留两位有效数字。
增加了摄氏温度与华氏温度转换对比显示功能，设定了整点语音自动播报时间温度，手动实时播报时间温度功能。
AbstractBased on the microintrollers,AT89S52, the system is composed of single bus temperature sensor DS18B20, serial clock chip DS1302 and liquid crystal display rt1602,which can display current date, time, week and temperature. Beep and indicating led are run when the measuring temperature is out of the range of the setting temperature. The system can display temperature stably, and the measuring error is less than and equal to ±1℃. It remains the two Significant digit after the decimal point. The system extends the functions of conversion of Celsius Temperature And Fahrenheit temperature，Announcing on schedule temperature、real time with voice automatically and the Manual Announcing temperature、real time.一、方案选择与论证根据竞赛设计任务的总体要求，本系统可以划分为以下个基本模块，针对各个模块1的功能要求，分别有以下一些不同的设计方案：1、温度传感器模块方案一：采用热敏电阻，热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的，也不能满足测量范围。
单片机数字温度计课程设计报告
单片机数字温度计课程设计报告1.引言2.课程目标3.教学内容4.教学方法5.教学评价6.结论7.参考文献引言：数字温度计是现代生活中常用的一种温度测量工具。
对于学生来说，了解数字温度计的使用原理和正确使用方法是非常必要的。
因此，本课程设计旨在帮助学生掌握数字温度计的基本知识和技能，提高其实际应用能力。
课程目标：1.了解数字温度计的基本原理和结构。
2.掌握数字温度计的使用方法。
3.能够正确进行数字温度计的校准和维护。
4.能够应用数字温度计进行实际温度测量。
教学内容：1.数字温度计的基本原理和结构。
2.数字温度计的使用方法。
3.数字温度计的校准和维护。
4.数字温度计的实际应用。
教学方法：本课程采用讲授、实验和讨论相结合的教学方法。
通过讲解数字温度计的基本原理和结构，让学生了解数字温度计的工作原理；通过实验操作，让学生掌握数字温度计的使用方法和校准方法；通过讨论，让学生了解数字温度计的实际应用场景。
教学评价：本课程的教学评价主要采用考试和实验报告相结合的方式。
考试主要考查学生对数字温度计的理论知识掌握情况；实验报告主要考查学生对数字温度计的实际应用能力和实验操作能力。
结论：通过本课程的研究，学生能够掌握数字温度计的基本知识和技能，提高其实际应用能力，为其未来的研究和工作打下坚实的基础。
参考文献：1.《数字温度计使用手册》2.《数字温度计原理与应用》3.《温度测量技术与应用》1.设计任务1.1 设计目的本设计旨在实现一个温度监测系统，能够实时监测环境温度，并在温度超出预设范围时发出报警信号，同时在液晶显示屏上显示当前温度。
1.2 设计指标本设计的主要指标包括：温度监测精度、报警准确性、系统响应速度、硬件成本、软件复杂度等。
1.3 设计要求本设计要求系统稳定可靠，操作简便，能够满足实际应用需求。
2.设计思路与总体框图本系统采用单片机作为主控芯片，通过温度传感器采集环境温度，并将数据传输到单片机进行处理。
同时，液晶显示屏用于显示当前温度，按键用于对系统进行设置和调整。
单片机课程设计报告-数字温度计
单片机课程设计报告-数字温度计单片机是一种集成了微处理器核心、存储器、外围接口和定时器等功能模块的微型计算机。
在现代电子科技领域中，单片机被广泛应用于各种嵌入式系统中。
本课程设计主要针对单片机的应用实践，通过设计一个数字温度计来锻炼学生的单片机编程能力，同时加深对数字温度计的原理及应用的理解。
二、设计目标本课程设计旨在使学生掌握以下内容：1. 掌握单片机的基本原理和编程方法；2. 了解数字温度计的原理和应用；3. 熟悉温度传感器的使用和数据处理方法；4. 能够利用单片机开发出一个简单的数字温度计。
三、设计内容本课程设计主要包括以下内容：1. 单片机原理和编程基础；2. 数字温度计的原理和应用介绍；3. 温度传感器的选型及使用方法；4. 单片机数字温度计的设计和实现。
四、设计步骤1. 单片机原理和编程基础学生首先将学习单片机的基本原理和编程方法，包括单片机的体系结构、存储器组成、I/O口的使用、定时器的应用等内容。
2. 数字温度计的原理和应用介绍学生将了解数字温度计的基本原理和应用场景，包括数字温度计的工作原理、常见的数字温度计种类、数字温度计的应用领域等。
3. 温度传感器的选型及使用方法学生将学习温度传感器的选型原则，了解各种温度传感器的特点及使用方法，包括模拟温度传感器和数字温度传感器。
4. 单片机数字温度计的设计和实现学生将利用所学的单片机编程知识和温度传感器的使用方法，设计并实现一个简单的数字温度计。
学生需要考虑温度测量精度、显示方式、数据处理方法等问题。
五、教学方法本课程设计采用理论教学与实践相结合的教学方式，通过理论课堂讲解和实际操作演示相结合，加深学生对单片机和数字温度计知识的理解和掌握。
同时，鼓励学生合作学习，共同解决实际问题，提高实战能力。
六、教学评估学生将根据设计的数字温度计的实际测量情况、数据处理方法以及最终的效果进行评估，教师将根据学生的设计方案和实际操作情况进行评分。
同时，学生对单片机编程的理解和掌握水平也将作为评估的重要内容。
(完整word版)基于单片机的DS18B20设计实验报告
第1章引言在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制，传统的测温元件有热点偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号得温度传感器，而这些测温元件一般都需要比较多的外部硬件支持。
其硬件电路复杂，软件调试繁琐，制作成本高，阻碍了其使用性。
因此美国DALLAS半导体公司又推出了一款改进型智能温度传感器——DS18B20。
本设计就是用DS18B20数字温度传感器作为测温元件来设计数字温度计。
本设计所介绍的数字温度计与传统温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于测温比较准确得场所，或科研实验室使用。
该设计控制器使用单片机STC89C51，测温传感器使用DS18B20,显示器使用LED.第2章任务与要求2.1测量范围-50~110°C，精确到0.5°C；2.2利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号；2.3所测得温度采用数字显示，计算后在液晶显示器上显示相应得温度值；第3章方案设计及论证3.1温度检测模块的设计及论证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A/D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A/D转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。
而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。
进而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DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。
3.2显示模块的设计及论证LED是发光二极管Light Emitting Diode 的英文缩写。
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
基于单片机的数字温度计设计报告教材
课程设计报告引言随着电子技术的不断发展，我们能应用到的电子产品也越来越多。
而生活中我们用的很多电子产品都越来越轻巧，价格也越来越便宜．利用电子芯片实现的东西也越来越来越多，比如数字温度计。
当然，非电子产品的常用温度计也很便宜。
此次课设论文所介绍的是自己动手制作的一个高精度数字温度计。
本次课设不但丰富了课余生活，还从实践中学到并了很多新知识，并从中巩固了以前的知识。
用Protel 99软件来设计制作电路板——PCB(Printed circuit Bound)。
在PCB上，布置一系列的芯片、电阻、电容等元件，通过PCB上的导线相连，构成电路，一起实现一定的功能。
电路通过连接器或者插槽进行输入/输出，有时还有显示部分（如发光二极管LED、.数码显示器等）。
可以说，PCB是一块连接板，它的主要目的是为元件提供连接，为整个电路提供输入输出端口和显示，电气连接通性是PCB最重要的特性之一。
PCB在各种电子设备中有如下功能：（1）提供集成电路等各种电子元件固定、装配的机械支撑。
（2）实现集成电路等各种电子元件之间的布线和电气连接或电绝缘，提供所要的电气特性。
（3）为电动装配提供阻焊徒刑，为元器件插装、检查、维修提供识别符和图形。
做本课题的所用到的知识是我们学过的模拟电子电路以及数字逻辑电路等，当然还用到了刚刚学过不久的单片机知识。
本次课设是把理论和实践结合起来，这不但可以锻炼自己的动手能力，而且还可以加深对数字逻辑电路和模拟电子电路的学习和理解。
同时也激起了我学好单片机的斗志。
为了全面清晰的表达，本论文用图文并茂的方式，尽可能详细的地介绍此次设计的全过程。
1．设计务任和要求1.1、基本范围-20℃——100℃1.2、精度误差小于0.5℃1.3、LED 数码直读显示1.4、可以任意设定温度的上下限报警功能2. 系统总体方案及硬件设计2.1数字温度计设计方案论证2.1.1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A/D 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A/D 转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。
单片机数字温度计课程设计报告
第一章温度传感器的应用及问题引言在日常生活及工、农业生产中经常要用到温度的检测及控制。
传统的温度测量元件有热电偶和热电阻，而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应温度需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。
传感器传感器是将感受到的外界信息，按照一定的规律转换成所需的有用信息的装置，它获取的信息可以是各种物理量、化学量和生物量，而转换后的信息也有各种形式。
例如：光、温度、声、委位移、压力等物理量，可以通过传感器相互转化。
但是通常是将非电量或电量转换成易于处理和传输的电量，有些传感器的这种转换是可逆的，即输入量为电量而输出量为机械量或热工艺量等。
第二章数字温度计的设计总体设计方案在单片机电路设计中，使用传感器，是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，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。
方案的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如5-1所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。
图2-1 总体设计方框图主控制器单片机AT89C51具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 的引脚AT89C2051 采用引脚双列直插式封装，现将各引脚的功过能说明如下。
·Vcc(20)：电源电压端。
·GND（10）：地端。
·RST（1）：复位输入端。
当RST 引脚出现两个机器周期的高电平时，单片机复位。
复位后，AT89C51 内部专用寄存器及I/O 口的处置与8051的情况一样，而内部的状态保持不变。
·XTAL1(5)：振荡器反相放大器的输入和内部时钟发生器的输入端。
·XTAL1(4)：振荡器反相放大器的输出端。
基于单片机的数字温度计的设计报告
基于单片机的数字温度计摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量,该电路采用电位器和ADC0804转换器代替温度传感器DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃～100℃，误差范围为0.5℃。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了ADC0804转换器的工作原理，AT89C51单片机的功能和应用。
该系统可以方便的实现温度采集和显示，并可根据需要设定上下限温度，它使用起来具有精确度高、测量广、灵敏度高、体积小、功耗低等优点。
该电路设计新颖、功能强大、结构简单,有广泛的应用前景。
关键词：ADC0804、AT89C51、电位器、温度测量1器件简介1.1 AT89C51简介1.1.1 AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
1.1.2 管脚说明如图1为AT89C51引脚图,各引脚功能说明如下:图1 AT89C51引脚图VCC: 电源GND: 地P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL 逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
基于单片机的数字温度计设计与实现可行性研究报告
基于单片机的数字温度计设计与实现可行性研究报告基于单片机的数字温度计设计与实现可行性研究报告摘要数字温度计是一种广泛应用于科学研究和工业控制领域的温度测量设备。
本研究旨在设计并实现一款基于单片机的数字温度计，通过对电学原理和编程技术的研究，探讨其可行性和应用前景。
实验结果表明，基于单片机的数字温度计具有准确快速的温度测量能力，适用于各种场景。
1. 引言随着科学技术的不断进步，温度测量在许多领域中都起着重要的作用。
传统的温度计主要采用玻璃温度计，存在测量精度低、响应速度慢等问题。
而基于单片机的数字温度计则具有温度测量精度高、响应速度快等优点，因此在今天得到广泛的应用。
本研究旨在通过对基于单片机的数字温度计的设计与实现，探讨其可行性和应用前景。
2. 设计方案本研究选择使用DS18B20数字温度传感器作为温度检测模块，通过单片机进行数据采集和处理，并将温度数据显示在液晶屏上。
设计方案如下：2.1 硬件设计该数字温度计的硬件主要由DS18B20传感器、单片机、电源电路、显示屏等组成。
其中，DS18B20传感器能在较大温度范围内提供高精度的温度测量结果，单片机负责数据采集和处理，而显示屏则用于实时展示温度值。
2.2 软件设计温度计的主要功能是实时测量和显示温度值。
软件方面，基于单片机我们可以采用C语言编写程序，通过设置单片机的输入输出端口，实现与传感器的通信，同时借助单片机的ADC模块来实现对传感器输出信号的模数转换。
控制程序可以通过不断读取传感器的数据，计算并显示相应的温度值。
3. 实验与结果为了验证基于单片机的数字温度计的可行性，我们进行了一系列实验。
在实验中，我们对温度计的精度、响应速度和稳定性进行了测试。
3.1 精度测试通过将数字温度计与已知精度可靠的温度计对比，我们得出了数字温度计的测量精度为±0.5℃。
实验结果表明，该数字温度计能够满足大多数实际应用场景的要求。
3.2 响应速度测试我们将数字温度计置于不同温度环境中，观察其响应速度。
基于单片机的数字温度计课程设计报告
目录1设计概述............................................................ 2..1.1设计目标和要求.................................................2.1.2设计思路.......................................................2. 2系统方案及硬件设计...................................................3.2.1设计方案 (3)2.2方案的硬件总体方框图...........................................3.2.3温度传感器DS18B20测温原理 (4)2.4硬件设计..................................................... .8..2.4.1 .................................................................................................. 主控制器ATmega16 .......................................... 8.2.4.2复位电路................................................. 8.2.4.3时钟振荡电 (8)2.4.4报警点调节电路 (9)2.4.5显示电路 (10)3软件设计 (10)3.1系统分析 (10)3.2各子程序及其流程图设计 (11)3.2.1初始化子程序........................................... 1.13.2.2 .................................................................................................. DS1820的读写字节子程序 (12)3.2.3温度读取及转换子程序.................................... 1.33.2.4计算温度子程序 (14)3.2.5温度显示子程序 (15)3.2.6报警子程序 (16)4 proteus软件仿真............................................. 1.84.1系统仿真设计.................................................. 1.84.2仿真结果分析.................................................. 1.8 5系统原理图.. (19)6心得体会 (20)1设计概述1.1设计目标和要求1.用所学的单片机知识设计制作数字温度计；2•测温范围是-20 C ---70 C；3.误差小于0.5 C；4.所测的温度值可以由LCD数码管直接显示；5.可以任意设置上下限温度的报警功能；6.进一步熟悉proteus,protel,word 软件的功能和使用方法；1.2设计思路首先确定我们所设计的是一个数字温度计，由单片机、温度传感器以及其他电路共同实现。
基于51单片机数字温度计方案设计书报告06708
产品名称数字温度计设计专业组仪器仪表组参赛队员信息XXX********************** XXX********************** XXX**********************作品简介数字温度计基本功能：1、能数字显示被测温度，测量温度范围0℃~100℃；2、分辨率不低于0.5℃3、带有计时和时间显示功能；4、至少有高、低两路限温控制输出接口控制外部电路，实际制作时可以发光二极管模拟显示其控制状态输出；5、高、低两路限温控制点可在0℃~100℃范围内任意独立设置；6、当温度达到高、低限温控制点发出声光报警。
扩展部分1、提高温度测量精度，使分辨率不低于0.1℃；2、自动顺时测量（测量间隔时间可调）并保存温度值和测量时间；3、可以查询、回显存储器中自动测量的温度值和测量时刻；4、多路温度巡检（至少两路）和多路温度、时间保存。
设计方案数字温度计框图系统方案一单片机的选择：方案1：采用传统的STC89C52RC作为电机的控制核心。
单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。
方案2：采用STM32F103ZET6微控制器（ARM cortexM3内核），还带有非易失性512k Flash程序存储器。
它是一种高性能、低功耗的32位CMOS微处理芯片，市场应用最多。
其主要特点如下：512KB Flash ROM，72M的主频，片内集成AD、DA，以及具有择。
主要特性如下：●增强型8051单片机，6时钟、机器周期和12时钟、机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051单片机。
●工作电压：5.5V~3.3V●工作频率范围：0~44MHz。
●用户应用程序空间为8K字节●片上集成512字节RAM●通用I/O口32个，复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上位，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
基于51单片机的数字温度计的设计报告.doc
基于51单片机的数字温度计的设计报告. .西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级XXXX年5月西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书学生姓名王强专业班级11级测控一班学号0703110135指导教师陈琦职称讲师教研室B0406课程单片机课程设计题目基于51单片机的数字温度计的设计任务与要求1、学会使用51单片机，并对其内部结构进行深入的了解。
2、了解DS18B20的原理以及使用方式。
3、对于共阳极、共阴极数码管有个清楚的认识和掌握。
4、测得的结果范围在-1、学会使用51单片机，并对其内部结构进行深入的了解。
2、了解DS18B20的原理以及使用方式。
3、对于共阳极、共阴极数码管有个清楚的认识和掌握。
4、测得的结果范围在：单片机；数字温度传感器；最简温度检测系统; . .目录1 绪论11.1 选题的目的和意义11.1.1选题的目的11.1.2选题的意义12 数字温度计的设计方案12.1 设计方案的确立及论证12.2系统器件选择22.2.1 单片机的选择22.2.2 温度传感器的选择23 系统硬件电路的设计43.1 温度检测电路43.2 显示电路54 系统软件的设计64.1 概述64.1.1 温度数据的计算处理方法74.2 主程序模块74.3 读温度值模块84.4 中断模块94.5 数码管驱动模块105 实验仪器及元件清单11 6 心得体会13 致谢15 参考文献17附录：源程序19 . .1 绪论1.1 选题的目的和意义1.1.1选题的目的利用单片机AT8-省略部分-80); //精确延时大于480us DQ = 1; //拉高总线delay(10); x=DQ; //稍做延时后如果x=0则初始化成功x=1则初始化失败delay(5);}/************************************************** ****************//* 读一个字节*//********************************************************* *********/unsigned char ReadOneChar(void){unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i0;i--) { DQ = 0; // 给脉冲信号dat=1; DQ = 1; // 给脉冲信号if(DQ) dat|=0x80; delay(5); } return(dat);}/************************************************ ******************//* 写一个字节*//********************************************************* *********/void WriteOneChar(unsigned char dat){ unsigned char i=0; for (i=8; i0; i--) { DQ = 0; DQ = dat0x01; delay(5); DQ = 1; dat=1; }delay(5);}/******************************************** **********************//* 读取温度*//********************************************************* *********/unsigned int ReadTemperature(void){unsigned char a=0;unsigned int b=0;unsigned int t=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换delay(200);Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器）前两个就是温度a=ReadOneChar(); //低位b=ReadOneChar(); //高位b=8;t=a+b;return(t);}word教育资料达到当天最大量API KEY 超过次数限制。
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课程设计报告引言随着电子技术的不断发展，我们能应用到的电子产品也越来越多。
而生活中我们用的很多电子产品都越来越轻巧，价格也越来越便宜．利用电子芯片实现的东西也越来越来越多，比如数字温度计。
当然，非电子产品的常用温度计也很便宜。
此次课设论文所介绍的是自己动手制作的一个高精度数字温度计。
本次课设不但丰富了课余生活，还从实践中学到并了很多新知识，并从中巩固了以前的知识。
用Protel 99软件来设计制作电路板——PCB(Printed circuit Bound)。
在PCB上，布置一系列的芯片、电阻、电容等元件，通过PCB上的导线相连，构成电路，一起实现一定的功能。
电路通过连接器或者插槽进行输入/输出，有时还有显示部分（如发光二极管LED、.数码显示器等）。
可以说，PCB是一块连接板，它的主要目的是为元件提供连接，为整个电路提供输入输出端口和显示，电气连接通性是PCB最重要的特性之一。
PCB在各种电子设备中有如下功能：（1）提供集成电路等各种电子元件固定、装配的机械支撑。
（2）实现集成电路等各种电子元件之间的布线和电气连接或电绝缘，提供所要的电气特性。
（3）为电动装配提供阻焊徒刑，为元器件插装、检查、维修提供识别符和图形。
做本课题的所用到的知识是我们学过的模拟电子电路以及数字逻辑电路等，当然还用到了刚刚学过不久的单片机知识。
本次课设是把理论和实践结合起来，这不但可以锻炼自己的动手能力，而且还可以加深对数字逻辑电路和模拟电子电路的学习和理解。
同时也激起了我学好单片机的斗志。
为了全面清晰的表达，本论文用图文并茂的方式，尽可能详细的地介绍此次设计的全过程。
1．设计务任和要求1.1、基本范围-20℃——100℃1.2、精度误差小于0.5℃1.3、LED 数码直读显示1.4、可以任意设定温度的上下限报警功能2. 系统总体方案及硬件设计2.1数字温度计设计方案论证2.1.1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A/D 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A/D 转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。
而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响从而出现较大的偏差。
2.1.2 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DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，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，费用较低，可靠性高，软件设计也比较简单，故采用了方案二。
2.2系统总体设计温度计电路设计总体设计方框图如图2.1所示，控制器采用单片机STC89C52，温度传感器采用DS18B20，用4位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。
图2.1有了总体设计方案后，下面就是原理图的制作了。
原理图如下图2.2及图2.3示。
为了降低绘制PCB是的麻烦度，特意将数码管电路与主控制电路分开画，最后两者是用导线连接。
数码管位选接P20—P23，段选接P0口。
图2.2数码管电路图2.3单片机控制电路2.3模块简介系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。
2.3.1 主控制器单片机STC89C52 具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。
晶振采用12MHZ。
复位电路采用上电加按钮复位。
图2.4晶振电路图2.5复位电路2.3.2 显示电路显示电路采用4 位共阴极LED 数码管，P0 口由上拉电阻提高驱动能力，作为段码输出并作为数码管的驱动。
P2 口的低四位作为数码管的位选端。
采用动态扫描的方式显示。
2.3.3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。
DS18B20 的性能特点如下：1、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；2、多个DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能3、无须外部器件；4、可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；5、零待机功耗；6、温度以９或１２位数字；7、用户可定义报警设置；8、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；9、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；DS18B20 可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20 的1 脚接地，2 脚作为信号线，3 脚接电源。
为保证在有效的DS18B20 时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET 管来完成对总线的上拉。
当DS18B20 处于写存储器操作和温度A/D 转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。
采用寄生电源供电方式时VDD 端接地。
由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。
图2.6温度传感器与单片机的连接2.3.4报警温度调整按键本系统设计三个按键，采用查询方式，一个用于选择切换设置报警温度和当前温度，另外两个分别用于设置报警温度的加和减。
均采用软件消抖。
图2.7按键电路3. 系统软件算法分析系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序，按键扫描处理子程序等。
3.1主程序流程图主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20 的测量的当前温度值，温度测量每1s 进行一次。
这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图3.1 所示。
图3.1 主程序流程图3.2读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM 中的9 字节，在读出时需进行CRC 校验，校验有错时不进行温度数据的改写。
其程序流程图如图3.2 示3.3温度转换命令子程序温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12 位分辨率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s 显示程序延时法等待转换的完成。
温度转换命令子程序流程图如图3.3 所示图3.2读文读流程图图3.3温度转换流程图3.4 计算温度子程序计算温度子程序将RAM 中读取值进行BCD 码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其程序流程图如图3.4 所示。
3.5 显示数据刷新子程序显示数据刷新子程序主要是对分离后的温度显示数据进行刷新操作，当标志位位为1时将符号显示位移入第一位。
程序流程图如图3.5。
图3.4 计算温度流程图图3.5显示数据刷新流程图3.6按键扫描处理子程序按键采用扫描查询方式，设置标志位，当标志位为1 时，显示设置温度，否则显示当前温度。
如下图3.6 示。
图3.6按键扫描处理流程图4. 电路仿真通过仿真软件验证该原理图的可行性。
采用protues软件对电路仿真，可以得到预期效果。
因protues软件中没有STC89C52故用AT89C52代替。
仿真图如图4.1示。
图4.1电路仿真图右图4.2为温度传感器的仿真效果图，此图验证了传感器的温度与数码管显示的数字一致。
当按下SET 键一次时，进入温度报警上线调节，此时显示软件设置的温度报警上线，按ADD或DEC 分别对报警温度进行加一或减一。
当再次按下SET 键时，进入温度报警下线调节，此时显示软件设置的温度报警下线，按ADD或DEC 分别对报警温度进行加一或减一。
当第三次按下SET 键时，退出温度报警线设置。
显示当前温度。
验证了电路图正确性后，下面就进入PCB的绘制了5. 电路板制作过程随着计算机技术的发展，电路设计中的很多工作都可以交由计算机来完成。
Protel 99SE系统是一套建立在PC环境下的EDA电路集成设计系统，由于其高度的集成性与扩展性，很快就成为PC平台上最流行的电子设计自动化软件。
在完成本课程设计过程中，充分运用了Protel99SE的电路及PCB设计功能加快了设计进程，下面将就电路板的制作过程做详细阐述。
Protel进行电路设计有两个步骤如下图所示:电路原理图设计印刷电路板设计产生网络表图9 电路板设计的步骤图5.1 PROTEL设计步骤5.1 原理图编辑原理图的设计是整个电路设计的基础，它决定了后面工作的进展。
原理图的设计过程可以按下图所示的设计流程进行。
图5.2 设计流程图（1）图纸设置是绘制电路图的第一步，必须根据实际电路的大小来选择合的图纸设置图纸的大小包括设置图纸尺寸、网络和光标的设置等等。
（2）加载元器件库，在Protel 99 SE中，原理图中的元器件符号均存放在不同的原理图元件库中，在绘制电路原理图之前，必须将所需的原理图元件库装入原理图编辑器。
（3）放置元器件，即将所需的元件符号从元件库中调入原理图中。
（4）调整元器件布局，将各个元件用具有电气性能的导线连接起来并进一步调整元器件的位置、元器件标注的位置及连线等。
（5）最后打印存盘。
5.2 PCB制作在绘制好原理图的情况下要想得到一块电路板还需要绘制一张PCB版图，PCB做的好坏将直接影响电路板的美观和性能，所以要尽量把PCB做的合理。
我们可以按以下流程来完成PCB的绘制。
开始规划电路板设置参数装入元件网表及封装保存及打印手动调整布线元件布局结束图5.3 PCB设计流程图整个过程中元器件的布局是关键，布局直接影响到最后做板的元件格局，所以在整个过程中要不断的调整直至最终合理。
图5.4是本课程设计的最终PCB印刷电路,USB 母座放在边上便于插拔电源线。
图5.4电路PCB图6. 电路调试过程电路板的设计在经过了原理图的引用分析，元件的选取和电路原理的仿真验证后，通过PROTEL99便可以制作成对应的原理图，然后完成PCB的版图设计，最后便制作成完整的电路板。
电路板的制作完成只是占课题的一小部分，接下来将进入比较棘手也是较为需要耐心和细心的电路调试环节。
说实在的，对于电路调试实在有点怕，上一次课设调板的阴影还没散去呢。
调试，要的就是耐性，毅力外加细心。
看似完美无缺的电路板，检查了之后却是漏洞百出，断线的，虚焊的。
不过这些都不是大问题，有了多次电路设计经验后这些故障很快就解决了。
接下来最棘手的应该是软件编程了。
编程向来都是我的软肋，不过还好，在广大网友的支持下，最后还是搞定了。
7. 总结与体会本次课程设计即将进入尾声，回想这两周来的电子设计制作经历，我感触甚是深刻。
通过本次课程设计，使我对电子设计及制作产生了较为浓厚的兴趣，这不仅加强了自己对理论知识的理解和巩固，还能提高自己的动手能力，可以说受益匪浅。