单片机原理与应用课程设计说书。
题目数字温度计。
系部。专业。
班级。学生姓名： 学号： 1
指导教师。2012年 12月 12日。
目录。一、 设计任务与要求 1
二、总体方案设计概述 1
2.1系统总体方案设计 1
2.2各功能模块 2
2.2.1温度检测 2
2.2.2数字信号的处理及温度显示 2
三、硬件系统设计 2
3.1总体电路设计 2
3.2 主控制器stc89c52 3
3.3 显示电路 4
3.3.1设计使用（三位八段数码管） 4
3.4 温度传感器 5
3.4.1技术性能描述 5
3.4.2接线说明 6
3.6温度传感器工作原理 6
四、软件系统设计 7
4.1主程序流程图 7
4.2温度转换命令子程序流程图 8
4.3读出温度子程序流程图 9
五、系统软件调试 10
六、总结 11
七、参考文献 11
附录1： 12
一、 设计任务与要求。
本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有温度传感器ds18b20，单片机stc89c52rc,三位共阴极数码管三个，电容电阻若干。ds18b20支持“一线总线”接口。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，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。要求掌握单片机的工作原理，能够进行单片机简单系统进行设计，掌握单片机的指令系统，能够对具体的设计要求编写相应的控制程序，能够根据相应的控制要求选择相应的外围器件实现控制任务。
利用单片机设计一个数字温度计，要求选择合适的温度传感器，通过传感器采集室内温度，并由led进行显示。具体要求如下：设计单片机工作复位电路 、设计显示模块（由led显示当前温度值 ）、选择传感器、将选择的传感器与a/d转换芯片相连，并通过单片机采集其数据 、 画出电路方框图，叙述主要模块的功能及他们之间的控制关系和数据传输，绘制软件流程图。
用c语言或汇编语言编制相应的控制程序，并对软件进行调试 。熟悉使用keil软件和**软件stc_isp_v488。
测温范围0℃—90℃，精度误差不大于0.1℃，实现led数码直读显示，编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
本设计以检测温度并显示温度为目的，按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控器，测温电路，显示电路。
系统以ds18b20为传感器用以将温度模拟量转化为电压数字量以总线传入单片机，以stc89c52为主芯片，在主芯片对ds18b20传入的温度值进行处理，由单片机程序控制，将经处理后的温度由四合一七段数码管显示出来。
本系统具有电路简洁，性能可靠等特点，易于实现。
图2.1 总体设计框图。
每次测温由单片机向测温传感器发出特定脉冲，测温传感器能够检测到脉冲并做相应的工作。传感器将模拟温度信号经过采集，数字处理，放大后输出。ds18b20使用一个单线接口发送或接受信息，因此在单片机和ds18b20之间只需要一条线链接，用于读写和温度转换的电源可以从数据线获得，无需外接电源。
送入单片机内部的数字信号经过单片机的处理，将数据用三合一八段数码管显示出来。其处理过程主要由单片机能存储的程序进行控制。
温度计电路设计原理图控制器使用单片机stc89c52，温度传感器使用ds18b20，用三合一八段数码管以动态扫描法实现温度显示。电路还包括报警电路，单片机外设电路等。整个系统的原理图如下图所示：
图3.1 总电路原理图。
stc89c52是一种低耗能、高性能cmos 8位微控制器，具有8k 在系统可编程flash存储器。使用atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80c51产品指令和引脚完全兼容。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位cpu和在系统可编程flash，使得stc89c52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
图3.2 stc89c52引脚图。
显示电路采用三位共阴led数码管，从p0口输出段码，列扫描用p0.0~p0.2口来实现，列驱动用9105三极管。
内部的三个数码管共用a~dp这8根数据线，为人们的使用提供了方便，因为里面有三个数码管，所以它有三个公共端，加上a~dp，共有12个引脚，引脚排列依然是从左下角的那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为1~12脚。数码显示管需要74hc164来驱动。
图3.3 数码管与74ls164驱动电路
rp-35封装。
图3.4 ds18b20引脚图。
1、独特的单线接口方式，ds18b20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与ds18b20的双向通讯。
2、测温范围－55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃。
3、支持多点组网功能，多个ds18b20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。
4、工作电源： 3-5v/dc
5、在使用中不需要任何外围元件。
6、测量结果以9-12位数字量方式串行传送。
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；
实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温；
可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5v；
在ds18b20中的每个器件上都有独一无二的序列号；
温度以9或12位数字量读出；
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，但不能工作。
独特的一线接口，只需要一条口线通信，多点能力，简化了分布式温度传感应用，无需外部元件，可用数据总线供电。
电压范围为3.0 v至5.5 v 无需备用电源，，测量温度范围为-55 至+125摄氏度。
范围内精度为±0.5摄氏度，温度传感器可编程的分辨率为9~12位，温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒。
用户可定义的非易失性温度报警设置应用范围包括恒温控制，工业系统，消费电子产品温度计，或任何热敏感系统。
3.4.3 显示电路调试。
连接好整体电路后要先进行显示电路的调试，输入显示程序，使电路显示。
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9～12位的数字值读数方式。
表3-1 ds18b20引脚详细功能描述。
ds18b20 的性能特点如下：
独特的单线接口方式仅需要一个端口引脚进行通信；
多个ds18b20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能；
无需外部器件；
可通过数据线供电，电压范围：3.0～5.5v；
测温范围－55℃～+125℃，精度为±0.5℃；
零待机功耗；
温度以9或12位数字量读出；
用户可定义的非易失性温度报警设置；
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。
主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理ds18b20的测量温度值，温度测量每1s进行一次，其程序流程图如图4.1。
图4.1 主程序流程图。
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位分辩率时转换时间约为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图4.2所示。
图 4.2 温度转换命令子程序流程图
读出温度子程序的主要功能是读出ram中的9字节，在读出时需要进行crc校验，校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图4.3所示。
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