单片机课程设计报告

课题：温度显示及报警系统的设计

姓名。学号。

专业自动化。

学院。引言1

1.概述21.1 课程设计的任务2

1.2 课程设计的要求2

1.2.1 基本功能2

1.2.2 拓展功能2

1.3 课程设计的意义2

2.系统总体方案及硬件设计2

2.1设计任务分析2

2.2 设计方案2

2.2.1 原理框图2

2.2.2各功能模块介绍3

2.3 电路设计4

2.3.1单片机选型4

2.3.2功能模块介绍5

3.系统软件设计10

3.1 系统分析10

3.2 主程序10

3.3 主程序流程图12

4.实验**13

4.1 实验**介绍13

4.2 **结果13

4.2.1 用keil进行程序编译13

4.2.2 在proteus中**14

5.课程设计体会15

6.参考文献16

附件一17附件二32

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，利用单片机at89c52设计了一种数字温度计，它由单片机、ds18b20传感器以及led 数码管等部件组成，本温度计属于多功能温度计，功能较强，可以设置上下限报警温度，且测量准确、误差小。当测量温度超过设定的温度上下限时，启动蜂鸣器和指示灯报警。

关键词：单片机at89c52；温度计；ds18b20；温度显示。

引言。温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。

随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。

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[2]。

本设计即用单片机对温度进行实时检测与控制，本文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at89c52，测温传感器使用ds18b20，用4位共阳极led数码管以串口传送数据，实现温度显示，能准确达到设计要求。本温度计属于多功能温度计，功能较强，可以设置上下限报警温度，且测量准确、误差小。当测量温度超过设定的温度上下限时，启动蜂鸣器和指示灯报警。

1.1 课程设计的任务。

通过此次单片机课程设计，了解课程设计的基本流程，掌握课程设计的要求和具体步骤，不仅是对理论知识的应用，也是对实践的锻炼。从而激发对学习的兴趣以及自己分析问题、解决问题的能力。

1:温度测量范围为55℃～125℃，采集精度为9位，显示精度0.5℃,用数码管进行温度显示。

2:报警范围10℃～70℃，用led报警。

1.2.2扩展功能。

1:采集精度转换成12位。显示精度不变。

2:用lcd进行温度显示。

3:温度超范围时伴有30秒的蜂鸣器的报警。

1.3 课程设计的意义。

这次课程设计可以将我们的理论知识与实践相结合，将平时所学知识应用到实际当中，旨在激发同学们学习的积极性，还有遇到问题时分析问题，耐心解决问题的能力。使同学们相互交流**，各展所长，取长补短。

2.系统总体方案及硬件设计。

2.1 设计任务分析。

此次课程设计需要用到ds18b20温度传感器，温度测量范围与所选的温度传感器有关，采集精度需要计算，数码管显示需要掌握数码管的原理，还需要明白怎样选用数码管，使用共阴极还是共阳极。至于报警范围，则需要设置上下限，还有选用蜂鸣器报警以及用lcd显示。

2.2设计方案。

在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这次课程设计采用一只温度传感器ds18b20，ds18b20传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，然后传输给单片机进行数据处理，就可以满足设计要求。此方案电路设计简洁，软件设计也比较简单。

温度计电路设计总体设计方框图如图3.2.1所示，控制器采用单片机at89c52，温度传感器采用ds18b20，用4位led数码管以串口传送数据实现温度显示。

2.2.2 各功能模块介绍。

ds18b20工作原理。

ds18b20采用的1-wire通信即仅采用一个数据线（以及地）与微控制器进行通信。该传感器的温度检测范围为-55℃至+125℃，并且在温度范围超过-10℃至。

85℃之外时还具有+-0.5℃的精度。此外，ds18b20可以直接由数据线供电而不需要外部电源供电。

ds18b20的核心功能是直接温度-数字测量。其温度转换可由用户自定义为位精度分别为.0625℃分辨率。

数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。

lcd液晶显示器利用液晶显示技术和投影技术。

数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，在有些时候需要做一个简单的显示系统。那么在单片机i/o资源够用的情况下可以直接用单片机的i/o口驱动数码管，也可以根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

1）静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的i/o端口进行驱动，或者使用如bcd码二-十进制译码器译码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用i/o端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根i/o端口来驱动，要知道一个89s51单片机可用的i/o端口才32个呢），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性[8]。

2）动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极com增加位选通控制电路，位选通由各自独立的i/o线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通com端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮[9]。通过分时轮流控制各个数码管的的com端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。

在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的i/o端口，而且功耗更低[10]。

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