西安航空职业技术学院。
电子技术实践课程设计报告。
课设题目： 数字温度计。
所属系部： 电子工程系。
指导老师： 杨思俊。
作者：郑莹、陈妮娜、李萌、姜向囡、郭勇、周武。
专业： 电子信息工程技术。
西安航空职业技术学院制。
西安航空职业技术学院。
课程设计任务书。
题目： 数字温度计。
任务与要求：
（1）测温范围0~99
（2）测温分频率1℃
（3）扩展功能（能够自主报警）
（4）led数码直读显示。
时间： 2008 年12月 22 日至 2008年12月30 日共 2周。
所属系部： 电子工程系。
指导单位或教研室： 电子信息教研室。
西安航空职业技术学院制。
摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。
关键词：单片机|;数字控制计；ds18b20;at89c51
abstract: with the era of progress and development, single-chip technology has been popular in our life, work, research in various fields has become a relatively mature technology, this ***** will be presented on a single chip to control the digital thermometer, thermometer belonging to the multi-purpose thermometer, you can set up alarm up and down the temperature, when the temperature is not set up the framework, it could be reported.
key words: single-chip, digital control, thermometer, ds18b20, at89c51
目录。1引言1
2方案论证1
3电路分析与设计2
3.1主控制器3
3.2显示电路3
3.3温度传器4
3.4ds18b20温度传感器与单片机的接口电路………5
4系统整体硬件电路5
5系统软件算法分析5
5.1主程序6
5.2读出温度子程序6
5.3温度转换命令子程序7
5.4 计算温度子程序7
5.5 显示数据刷新子程序8
6 元器件清单8
7调试**现的问题及解决方法9
8 报告分析10
9心得体会10
10结束语11
11参考文献12
1 引言。随着人们生活水平的不断提高，单片机控制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，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
本设计所介绍的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，该设计控制器使用单片机at89s52，测温传感器使用ds18b20，用2位共阳极led数码管以串口传送数据，实现温度显示，能准确达到以上要求。
2.方案论证。
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利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行a/d转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到a/d转换电路，感温电路比较麻烦。
方案二 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器ds18b20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。
从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。
方案二的总体设计框图。
温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机at89c51，温度传感器采用ds18b20，用2位led数码管以p1和p2控制led实现温度显示。
3电路分析与设计。
3.1 主控制器。
单片机at89s52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口就足够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。
3.2 显示电路。
显示电路采用2位共阳led数码管，从p1口输出显示数据，用p2口来控制位选。
3.3 温度传感器。
ds18b20温度传感器是美国dallas半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１位的数字值读数方式。ds18b20的性能特点如下：
独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
多个ds18b20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
无须外部器件；
可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5ｖ；
零待机功耗；
温度以９或１２位数字；
用户可定义报警设置；
报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；
负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；
ds18b20采用３脚pr－35封装或８脚soic封装，其内部结构框图如图2所示。
4位rom的结构开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后８位是前面56位的crc检验码，这也是多个ds18b20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器ｔｈ和ｔｌ，可通过软件写入户报警上下限。
ds18b20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ｒａｍ和一个非易失性的可电擦除的eeram。高速暂存ram的结构为８字节的存储器，结构如图3所示。头２个字节包含测得的温度信息，第３和第４字节ｔｈ和ｔｌ的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。
第５个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。ds18b20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图3所示。
低５位一直为１，ｔ是工作模式位，用于设置ds18b20在工作模式还是在测试模式，ds18b20出厂时该位被设置为０，用户要去改动，r1和ｒ0决定温度转换的精度位数，来设置分率。
由表1可见，ds18b20温度转换的时间比较长，而且分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存ｒａｍ的第字节保留未用，表现为全逻辑１。第９字节读出前面所有８字节的crc码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。
当ds18b20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.
0625℃／lsb形式表示。
当符号位ｓ＝０时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位ｓ＝１时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。表2是一部分温度值对应的二进制温度数据。
ds18b20完成温度转换后，就把测得的温度值与ram中的th、tｌ字节内容作比较。若ｔ＞th或t＜tl，则将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警搜索命令作出响应。
3.4 ds18b20温度传感器与单片机的接口电路。
可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时ds18b20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如图4 所示单片机端口接单线总线，为保证在有ds18b20时钟周期内提供足够的电流，可用一个mosfet管来完成对总线的上拉。
当ds18b20处于写存储器操作和温度a/d转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时vdd端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。
4 系统整体硬件电路。
4.1 主板电路。
系统整体硬件电路包括，电源，传感器电路，温度显示电路，报警调整电路，单片机主板电路等。
按健复位电路是上电复位加手动复位，使用比较方便，在程序跑飞时，可以手动复位，这样就不用在重起单片机电源，就可以实现复位。
4.2报警调整按键电路。
4.3 显示电路。
显示电路是使用的p1口和p2做led数据显示，这种动态显示最大的优点就是显示内容丰富，但占用口资源比较多，
4.4单片机主板电路。
5系统软件算法分析。
系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序等。
5.1主程序。
主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理ds18b20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图7所示。
5.2读出温度子程序。
读出温度子程序的主要功能是读出ram中的9字节，在读出时需进行crc校验，校验有错时不进温度数据的改写。其程序流程图如图8示。
5.3温度转换命令子程序。
温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12位分辨率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s显示程序延时法等待转换的完成。温度转换命令子程序流程图如上图，图9所示。
5.4 计算温度子程序。
计算温度子程序将ram中读取值进行bcd码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其程序流程图如图10所示。
5.5 显示数据刷新子程序。
显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高显示位为0时将符号显示位移入下一位。程序流程图如图11。
6 元器件清单。
at89c51 1个。
ds18b20 1个。
500欧电阻 11个。
4.7k欧电阻1个。
30 pf电容2个。
烽鸣器 1个。
按键开关 1个。
发光二极管 1个。
三极管pnp 1个。
12mhz 晶振 1个。
两位数码管 1个。
7 调试**现的问题及解决方法。
在软件**中，由于线数过多而导致了连线的误连，使得现象不能正常显示，使电路出现故障，细心检查后能正确显示。开始数码管不能把数字完全显示出来，经检查发现是十位和个位接反了，换过来之后能正确显示。
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