水温测量课程设计

水温测量

摘要：设计一种基于AT89C51单片机的温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。

关键词：温度测量；DS18B20；AT89C51

1. 引言

1.1 问题的提出

随着人们生活水平的提高，对生活环境的要求也越来越高，家用电器越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制，针对目前家庭的实际需要，自动控制水温报警系统比较方便实用，本文通过51系列单片机来实现一种控制水温报警系统的设计。

1.2 设计目的

1. 巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。

2. 培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力。

3. 通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。

2. 系统设计与原理

2.1 结构设计与分析[1]

系统基本方框图

1.主控制器

图1：AT89C51单片机部分

单片机A T89C51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。

2.温度传感器

图2：数字温度传感器DS18B20

温度传感器采用DS18B20温度传感器。DS18B20输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，在0—100 摄氏度时，最大线形偏差小于1 摄氏度，采用单总线的数据传输，可直接与计算机连接。

3.报警电路

图3：上下限报警电路

采用两个LED发光二级管，超出设定范围二极管发光。

4.显示电路

图4：LED显示模块

显示电路采用LED液晶显示数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。显示电路是使用的串口显示，这种显示最大的优点就是使用口资源比较少，只用p3口的RXD,和TXD,串口的发送和接收，四只数码管采用74LS164右移寄存器驱动，显示比较清晰。

3. 设计结果与数据

3.1 单元电路调试

图5：程序调试、编译

图6：LED测试正常图7：温度报警显示正常

3.2 系统联调

1.当温度在正常范围内时，LED显示温度，二极管不发光

2.当温度低于报警下限（40°C）时，LED显示温度，绿色二极管发光。

3.当温度高于报警上限（90°C）时，LED显示温度，红色二极管发光。

4. 结论与心得

4.1 设计结论

4.2 心得

参考文献

[1] 李群芳，张士军，黄建.单片微型计算机与接口技术[M].第三版，北京：电子工业出版社，

2008.5

[2] 胡键.单片机原理及接口技术实践教程[M].第一版，北京：机械工业出版社，2004.8

[3] 彭伟.单片机C语言程序设计实训100例：基于8051+Proteus仿真[M].第一版，北京：电子工

业出版社，2009.6

附件：

完整电路图

程序：

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar i;

sbit lcdrs=P3^0;

sbit lcdrw=P3^1;

sbit lcden=P3^2;

sbit d1=P1^0;

sbit d2=P1^1;

uchar code t0[]="the temperature ";

uchar code t1[]=" is ";

uchar code wendu[]="0123456789"; //利用一个温度表解决温度显示乱码sbit DQ = P3^7;//定义ds18B20总线IO

//液晶显示模块

void delay(uint z)

{

uint x,y;

for(x=100;x>1;x--)

for(y=z;y>1;y--);

}

void write_com(uchar com) {

lcdrs=0;

P2=com;

delay(5);

lcden=1;

delay(5);

lcden=0;

}

void write_date(uchar date) {

lcdrs=1;

P2=date;

delay(5);

lcden=1;

delay(5);

lcden=0;

}

void init_lcd()

{

lcden=0;

lcdrw=0;

write_com(0x38);

write_com(0x01);

write_com(0x0c);

write_com(0x06);

write_com(0x80);

for(i=0;i<16;i++)

{

write_date(t0[i]);

delay(0);

}

write_com(0x80+0x40);

for(i=0;i<16;i++)

{

write_date(t1[i]);

delay(0);

}

}

//温度采集模块

void tmpDelay(int num)//延时函数

{

while(num--) ;

}

/******************************************************************************/ void Init_DS18B20()//初始化ds1820

{

unsigned char x=0;

DQ = 1; //DQ复位

tmpDelay(8); //稍做延时

DQ = 0; //单片机将DQ拉低

tmpDelay(80); //精确延时大于 480us

DQ = 1; //拉高总线

tmpDelay(14);

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

tmpDelay(20);

}

unsigned char ReadOneChar()//读一个字节

{

unsigned char i=0;