温度测试仪

南京工程学院

通信工程学院

课程设计说明书(论文)

题目数字式环境温度测试仪

课程名称单片机原理及应用B

专业通信工程

班级

学生姓名

学号

设计地点

指导教师

设计起止时间：年月日至年月日

目录

第一章绪

论……………………………………………………

(1)

1.1课程设计作者 (1)

1.1课程设计目的 (1)

1.2课程设计内容与要求 (1)

第二章数字温度计的设计方案 (2)

2.1 系统的控制特点 (2)

2.2 系统实现的原理 (2)

2.3 系统实现功能 (3)

2.4 系统软件功能框图（见附图） (21)

2.4 系统结构框图（见附图） (22)

第三章数字温度计的硬件设计 (4)

3.1 元件选取 (4)

3.2 总体设计框图（见附图） (23)

第四章数字温度计的软件设计 (12)

4.1测温程序 (12)

4.2温度转换程序 (12)

4.3 显示器程序 (13)

4.4 键盘程序 (14)

4.5 报警程序 (14)

4.6主程序 (16)

第五章调试及性能分析 (18)

第六章总结与体会 (19)

参考文献 (20)

附录 (21)

第一章绪论

1.1课程设计作者

1.2课程设计目的

本课程设计是在《单片机原理及应用B》课程主要内容学习之后，通过一个单片机应用系统的设计和调试，训练我们综合运用本课程知识，独立解决工程实际问题的能力；使我们加深对单片机结构、工作原理的理解，提高我们综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和单片机应用系统的设计技能；同时培养我们查阅科技资料和撰写科技报告的能力。

1.3课程设计内容与要求

1、基本内容：在nKDE51单片机实验教学系统上，利用DS18B20数字温度传感器连续测试环境温度，对测试数据进行处理计算，在RT-1602字符点阵LCD上实时显示环境温度值；

2、附加内容：实现环境温度越限告警功能。

通过按键实现一系列功能。

第二章数字温度计的设计方案

2.1 系统的控制特点

该系统是通过CPU(51单片机)计算温度值，通过比较当前温度值与设定的温度限制范围的大小关系。如果超过温度范围之后，并且系统需要作出对应动作之后，单片机将会对对应的外围电路发出动作信号。让报警和控制支路对温度进行报警和控制，从而提示人们或者直接作出应对动作。

一般的系统都必须有几个基本的性能要求——稳定性，抗干扰能力，精确度，分辨率等。对于家用温度计的精确度要求并非太高，所以该系统并未要求有较高的精确度和分辨率，所以当前定义分辨率在0．1℃。为了方便用户的使用，设定温度采用整数计数，设定值的最小该变量为1℃，足够满足精度的需求。本系统由单片机控制，通信信号为数字信号具有很强的稳定性和抗干扰能力。

2.2 系统实现的原理

本系统是通过温度测量元件与单片机通信，在单片机中计算出对应的温度值进行控制。温度测量元件能够对温度的变化产生对应的变化，例如：热敏电阻能够在温度改变的时候电阻值会随之改变，电阻值的大小与温度值有一一对应的关系，所以通过测量电阻的大小就能够得到当前的温度值；温度传感器是一种集成度较高的温度测量元件，它能够根据当前温度值产生出一串数字信号，不同的温度值得到不同的数字信号，通过对该信号的译码能够准确的获取当前的温度值。

热敏电阻工作时候将长期处于不动作状态；当环境温度和电流处于C区时，热敏电阻的散热功率与发热功率接近，因而可能动作可能不动作。热敏电阻在环境温度相同时，动作时间随着电流的增加而急速缩短；热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流[2,37]。

温度传感器和热敏电阻工作原理相似，但是通过高度的集成化将测量元件输出的模拟信号经过一系列的处理之后直接经过传感器输出转换好的实际温度。传感器的输出信号相对模拟信号也更加稳定和直接，更便于我们获取温度。

2.3系统实现功能

此数字温度计在实现基本的通过LCD显示出即时温度这一功能的情况下，还有如下附加功能：

1.显示画面

在普通的温度显示前提下，加入了最高、最低温度限额的显示，使其控制更

方便；同时加入了识别符号；

2.温度告警

在温度大于等于预设最高温度时，LCD背光闪烁，蜂鸣器间接报警，同时显示

屏上显示“TOO HOT”警告字样；在温度小于预设最低温度时，LCD背光闪烁，

蜂鸣器间接报警，同时显示屏上显示“TOO COLD”警告字样;

3.按键功能的加入

（1）当按动按键K1，K2时，能对预设的最高、最低温度进行调节。K1加，K2减；

（2）当按动按键K0，识别符号在0-2间转换，显示“1”时，按键K1，K2对最高温度进行调节；显示“2”时，K1，K2对最低温度进行调节；

（3）当按动按键K3，LCD上的温度在摄氏度与华氏度之间转换。

第三章数字温度计的硬件设计

3.1 元件选取

引脚信息：

1-8 P1^0-P1^7：P1口的8个引脚。可作为准双向输入/输出接口。对于52系列，P1．0可以作为定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2，P1．1可以用作定时器/计数器2的外部控制段T2EX 。

9 RST ：复位引脚

10-17 P3^0-P3^7：P3的8个引脚。除作为准双向I/O 接口，还具有第二功能。

P3．0 串行输入 P3．1 串行输出 P3．2 外部中断0输入端 P3．3 外部中断1输入端

P3．4 计时器/计数器T0脉冲输入端 P3．5 计时器/计数器T1脉冲输入端 P3．6 片外数据存储器写选通信号输出端 P3．7 片外数据存储器读选通信号输出端 18 XTAL1 片内反向放大器输入端。 19 XTAL2 片内反相放大器输出端。 20 GND ：5V 电压接地端。

21-28 P2^0-P2^7：P2口的8个引脚。一般可以作为准双向IO 接口；在接有片外存储器或者扩展IO 接口且寻址范围超过256字节时，P2口可以用作8位地址总线。

29 PSEN ________

片外程序存储器读选通信号输出端，或称片外取指信号输出端。在向片外程序存储器读取指令或者常数期间，每个机器周期该信号有2次有效低电平，以通过数据总线P0口读回指令或常数。

30 ALE 地址所存有效信号输出端。在访问片外程序存储器期间，没机器周期该信号出现2次，其下降沿用于控制锁存P0口输出的低8位地址。

31 EA ____/VDD 片外存储器选用端。该引脚有效(低电平)时只选用片外程序存储器，否则计算机上电或复位后先选用片内程序存储器。

32-39 P0^0-P0^7：P0口的8个引脚。在不接片外存储器与不扩展I/O 接口时，可作为准双向输入/输出接口。在接有片外存储器或扩展I/O 接口时，P0后分时复用为第