数字温度计毕业设计

数字温度计毕业设计

华侨大学

厦门工学院

课题名称：数字显示温度计

设计时间：2012年12月系部：电子信息工程系班级：光电六班

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姓名：陈怡雅

指导老师：蔡庆森

一、设计任务目的

随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。本文采用单片机来实现对温度的控制。它的主要组成部分有：AT89S51单片机、温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。通过测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。

二、设计要求

正常工作温度范围： 5℃~60℃

温度误差：<1℃

三、设计方案选取与论证

方案论证

方案比较，设计和论证

1温度传感器的选择

1.1 采用模拟集成温度传感器

集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器，它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。

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1.2 采用数字单片智能温度传感器

智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU).可以脱离微控制器单独工作,自行构成一个温控仪。测量温度范围为 -55℃~+125℃，在-10℃~+85℃范围内,精度为0.5℃。DS18B20的精度较差为±0.2℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。

由于DS18B20将温度传感器、信号放大调理、A/D转换、接口全部集成于一芯片，与单片机连接简单、方便，与AD590相比是更新一代的温度传感器，所以温度传感器采用DS18B20。

2 显示器的选择

2.1 LED显示器

采用传统的七段数码LED显示器。LED虽然价格便宜，但在现代的许多仪表、各种电子产品中逐渐被LCD所取代。

2.2 LCD液晶屏

采用LCD液晶屏进行显示。LCD液晶显示器是一种低压、微功耗的显示器件，只要2～3伏就可以工作，工作电流仅为几微安，是任何显示器无法比拟的，同时可以显示大量信息，除数字外，还可以显示文字、曲线，比传统的数码LED 显示器显示的界面有了质的提高。在仪表和低功耗应用系统中得到了广泛的应用。

虽然LCD显示器的价格比数码管要贵，但它的显示效果好，是当今显示器的主流，所以采用LCD 作为显示器。

3 单片机的选择

3.1 采用凌阳单片机

利用凌阳单片机有一定的好处凌阳的优势是硬件性能，抗干扰能力强，但凌阳单片机我们没有系统的学习，这对于刚接触单片机的我们来说不是很容易上

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手，其价格也要比89S51昂贵一些，因此我们并没有将其作为首选。

3.2 采用AT89S51单片机

51的优点是价钱便宜,I/O口多,程序空间大。因此，测控系统中，使用51单片机是最理想的选择。MCS51有极好兼容性所以用AT89S51。

原理框图

系统基本方框图

系统框图主要由主控制器、单片机复位、报警按键设置、时钟振荡、LED显示、温度传感器组成。

1. 主控制器

单片机AT89C52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。

2. 显示电路

显示电路采用LED液晶显示数码管，从P3口

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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。Array

液晶显示接口电路

3. 温度传感器

温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的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。

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用AT89C52芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。获得的数据可以通过MAX232芯片与计算机的RS232接口进行串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。

温度传感器接口

4、时钟振荡电路

本课题设计的时钟是采用时钟芯片DS1302，其接口原理图如下图9所示：

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时钟接口电路

单片机的基本结构 89C52单片机的介绍

89C52单片机最初是由Intel 公司开发设计的，但后来Intel 公司把51 核的设计方案卖给了几家大的电子设计生产商，譬如 SST 、Philip 、Atmel 等大公司。如是市面上出现了各式各样的但均以51 为内核的单片机，倒是Intel 公司自己的单片机却显得逊色了。这些各大电子生产商推出的单片机都兼容51 指令、并在51 的基础上扩展一些功能而内部结构是与51 一致的。

89C52有40个引脚，4个8位并行I/O 口，1个全双工异步串行口，同时内含5个中断源，2个优先级，2个16位定时/计数器。89C52的存储器系统由4K 的程序存储器(掩膜ROM)，和128B 的数据存储器(RAM)组成。

89C52单片机的基本组成框图见下图。