电子技术课程设计数字温度计

课程名称：电子技术课程设计

设计题目：

院系：

专业：

年级：

姓名：

指导教师：

XXXX大学XX校区

XX 年X月X日

课程设计任务书

专业: 姓名: 学号:

开题日期: XX年X月X日完成日期:XX年X月X日

题目: 数字温度计

一、设计的目的

1、设计一个简易的数字温度计满足一定的测量范围并通过LED显示出来；

2、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；

3、进一步熟悉电子仪器的使用方法；

4、学会撰写课程设计总结报告；

5、培养独立分析问题和解决实际问题的能力；

6、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二、设计的内容及要求

1、测温范围为—30℃～＋120℃，精度为±0.5℃；

2、LED数码管直读显示，当温度为“负”则最高位显示“—”号，最低位显示单位“C”；

3、当温度不在测量范围内（<—30℃或>＋120℃）时，蜂鸣器报警且发光二极管闪烁。

三、指导教师评语

四、成绩:

指导教师(签章)

年月日

摘要：本设计以AT89C51单片机为核心，DS18B20数字式温度传感器为温度传感器，7段LED数码管构成显示电路；单片机控制DS18B20进行温度采集，在接收DS18B20传回数据后进行处理，通过74LS245驱动数码管显示实时温度的动态显示。由于采用的是可编程器件作为控制核心，与传统的温度计相比该温度计具有示数直观，精度可调，功能易扩展等优点。

关键词：数字温度计、AT89C51 、DS18B20 、74LS245 、LED

设计背景

随着人们生活水平的不断提高,数字化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，科学技术向着数字化、智能化控制方向发展，其中数字温度计就是一个典型的例子。数字温度计与传统的温度计相比，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，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。温度计是常用的热工仪表，常用于工业现场作业过程的温度测量，在工业生产过程中，不仅需要了解当前温度读数，而且还希望能了解过程中的温度变化情况。随着工业现代化的发展，对温度测量仪表的要求越来越高，而数字温度计具有结构简单，抗干扰能力强，功耗小，可靠性高，速度快等特点，更加适合于工业过程中以及科学试验中对温度进行在线测量的要求。数字温度计的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表；温度计在实际生产和人们的生活中都有广泛应用，为此我选择了设计一个数字温度计。

一、设计任务与要求

1、测温范围为—30℃～＋120℃，精度为±0.5℃；

2、LED数码管直读显示，当温度为“负”则最高位显示“—”号，最低位显示单位“C”；

3、当温度不在测量范围内（<—30℃或>＋120℃）时，蜂鸣器报警且发光二极管闪烁。

二、方案设计与论证

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，将随被测温度变化的电压或电流采样，进行A/D转换后就可以用单片机进行数据处理，实现温度显示。这种设计需要用到A/D转换电路，增大了电路的复杂性，而且要做到高精度也比较困难。

2、方案二

考虑到单片机属于数字系统，容易想到数字温度传感器，可选用DS18B20数字温度传感器，此传感器为单总线数字温度传感器，体积小、构成的系统结构简单，它可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，即可实现温度显示。另外DS18B20具有3引脚的小体积封装，测温范围为-55~+125℃，测温分辨率可达0.0625℃，其测量范围与精度都能符合设计要求。

以上两种方案相比较，第二种方案的电路、软件设计更简单，此方案设计的系统在功耗、测量精度、范围等方面都能很好地达到要求，故本设计采用方案二。方案总体设计方框图

三、单元电路设计与参数计算

1、电源电路

本设计采用的7805稳压电源，线路简单，价格低廉、性能稳、使用方便。

7805是三端稳压器件，顾名思义05就是输出电压为5v，还可以微调，7805输出波纹很小。它的样子象是普通的三极管，7805三端固定集成稳压器有三个端子：输入端UI、输出U0和公共端COM。输入端接整流滤波电路，输出端接负载；公共端接输入、输出的公共连接点。其内部由采样、基准、放大、调整和保护等电路组成；7805集成稳压器可将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压的集成电路。由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、重量轻等显著优点，在各种电源电路中得到了普遍的应用。

7805三端集成稳压器可直接用于各种电子设备作电压稳定器，无须外接任何元件，即可达到标准的稳压值，也可在公共端（GND）接分压元件改变输出电压值；由于内部带有过流、过热保护等电路，所以使用非常方便、可靠，电子制作中经常采用。

2、主控电路

主控制器采用单片机AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C51单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C51有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。单片机AT89S51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。

3、时钟、复位电路