课程设计报告(简易温度测量)

课

程

设

计

设计题目：简易温度测量仪

学院：通信与信息工程学院

专业：广播电视工程

班级：0151002班

姓名：xxoo

指导老师：应俊

目录

摘要 (3)

一、课程设计题目 (3)

二、课程设计的目的 (3)

三、设计要求 (3)

四、实施方案及步骤 (4)

（一）方案选择与论证 (4)

（二）电路模块设计 (5)

1.温度传感器模块 (5)

2.显示模块 (5)

3.报警模块 (6)

（三）系统的具体设计与实现 (7)

1.温度控制模块 (7)

2.温度显示 (10)

3.报警搜索 (11)

（四）测试方案与测试结果 (14)

1.测试目标 (12)

2.测试范围 (12)

3.测试内容 (12)

4.测试方法 (12)

5.测试结果 (13)

五、附件 (13)

附件1元件清单 (18)

参考文献 (13)

摘要

信息时代，电脑，随着半导体工业的飞速发展，已渗入到人们日常的生产生活的方方面面当中。我们的生活、学习、工作离不开电脑，工业控制、环境监控等也离不开电脑。本文将以单片机SST89E51为控制主机，以达拉斯半导体DS18B20，在重邮51学习板上实现温度测量及报警系统，详细阐述如何利用51单片机及DS18B20开发温度测量及温度超界报警系统。

关键词:单片机，数字温度器，蜂鸣器；AT89C51，DS18B20

一、课程设计题目

简易温度测量仪

二、课程设计的目的

1、利用单片机SST89E51学习板和DS18B20，蜂鸣器组成的温度传感检测及温度超界报警系统；

2、熟悉使用学习板，了解温度传感器的功能；并且运用我们学习到的数字和模拟电子电路，单片机，C语言程序设计等知识完成系统；

3、通过从理论联系实际，从题目出发分析和设计报警电路、温度采集电路、程序的编写、调试、运行等完成一个完整的实验过程，培养思考及动手能力；

4、充分发挥主观能动性，培养团队的协助能力，达到团队独立完成实际任务。

三、设计要求

以单片机SST89E51学习板作为本次实验的核心器件，外接报警电路，温度采集电路。组成一个温度采集报警系统。温度采集使用DS18B20芯片，报警电路用蜂鸣器作为报警器件。测量温度范围0—125℃；用数码管显示温度，显示

精度达到小数点后一位，要求显示无闪烁；软件设置报警温度上下限。提升部分：增加显示位数，修改测量精度，使用按键设置温度上下线。

四、实施方案及步骤

（一）方案选择与论证

根据设计任务的总体要求，本系统可以划分为几个功能模块，根据各个功能模块的要求，分别作以下分析及处理，图1为温度测量仪原理框图。

拉斯半导体DS18B20数字温度传感器，该传感器集成了温度测量与数模转换两项功能，拥有较宽的温度测量范围，为-55℃～+125℃，较高的精确度(十六位模式时可达0.0625℃)，而且DS18B20是一款单总线结构器件，令系统的抗干扰性大幅提升。此系统还包含一个报警系统，使其应用更加广泛。

（二）电路模块设计

1.温度传感器模块

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方案：采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，它可以直接输出数字信号，便于单片机处理和控制，减少了硬件电路。并且该芯片的物理化学性能稳定，在—10~+85℃范围内，精度为正负0.5℃。DS18B20的最大特点之一就是采用了单总线的数字传输，由数字温度计DS18B20和微机SST 89C51构成的温度装置。DS18B20将输出温度的数字信号传到微机。

2.显示模块

方案：直接使用AT89C51单片机学习板自带的共阴极数码管，减少了单片机外挂电路的复杂性。

3.报警模块

方案：采用外挂电路，使用有源蜂鸣器作为报警装置，有源蜂鸣器使用方法简单，不需要过多的元器件即可组成。只要达到报警条件（超过设定的温度上、下限），微机给蜂鸣器的相应的端口传送低电平即可。

没错，我们主要利用三极管的开关特性通过控制基极有无电平来控制报警器件。采用这种设计是因为单片机端口引脚输出的电流通常较小，输出的TTL电平过低，难以让蜂鸣器发出声音。因此我们选择通过S9012PNP型三极管，利用它的开关特性控制电流的流通，从而使蜂鸣器发声。三极管的发射极E与100Ω(限流)的电阻相连，接到蜂鸣器的正极，蜂鸣器负极接地。三极管的集电极C接vcc （+5v）。三极管的基极B接一个100Ω的限流电阻（防止端口损坏）与单片机的P2.2引脚连接。当P2.2输出的是高电平的时候B、E极截止，此时没有电流流过蜂鸣器，蜂鸣器不发声。当P2.2输出的低电平时，三极管导通，这样有电流通过蜂鸣器，蜂鸣器发出声音。

（三）系统的具体设计与实现

系统设计总思路：由DS18B20对温度进行采集，采用SST89E51对DS18B20温度的采集进行控制，读取温度并且进行计算处理，最后送到数码管显示，且达到报警温度时由AT89C51传送低电平到报警端口驱动报警电路。

具体的流程图如下：

1.温度控制模块

1)DS18B20相关资料

DS18B20原理与特点：

DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够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。可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，并且DS18B20可使系统结构更趋于简单，可靠性更高。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。以下是DS18B20的特点：

（1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条总线即可实现微处理器和DS18B20的双向通信；

（2）在使用中不需要任何外围元件；

（3）可以用数据线供电，电压范围：+3.0V~+5.5V；

（4）测温范围：-55~+125℃，固有测温分辨率为0.5℃；

（5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式；

（6）用户可自设定非失性的报警上下限值；

（7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多