文档介绍：数字温度计设计
学校:宁夏师范学院
组员:张超李寒斌卢晓菲王武刚
指导教师:赵飞燕
一:设计简述,任务及整体方案规划 二:数字温度计的核心器件简介
三:单元电路模块简介及性能分析
四:程序框图解析及设计过程总结
人们生活与环境温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在工业生产中也离不开温度的测量,因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。
测量温度的关键是温度传感器,温度传感器的发展经历了3个阶段:传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟方式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向发展。在此以智能集成温度传感器DS18B20为例,介绍DS18B20数字温度计的设计。
2018/1/4
设计简述
数字温度计
数字温度计(digital thermometer)可以准确的判断和测量温度,以数字显示,而非指针或水银显示。故称数字温度计或数字温度表。
数字温度计是测温仪器类型的其中之一。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计、双金属温度计等数字温度计采用进口芯片组装精度高、高稳定性,误差≤%, 内电源、微功耗、不锈钢外壳,防护坚固,美观精致。
数字温度计采用进口高精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器,内置高能量电池连续工作≥5年无需敷设供电电缆,是一种精度高、稳定性好、适用性极强的新型现场温度显示仪。是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品,广泛应用于各类工矿企业,大专院校,科研院所。
最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。
设计任务及要求
一、设计任务
设计一个以单片机为核心和温度传感DS18B20 的一种数字温度计的温度测量系统。
二、具体要求
①℃
②系统允许的误差范围范围在1℃以内
用户预设温度值温度范围为-55℃~125℃
④按键设定温度报警上下限值TH和TL,
⑤测温度超过设定温度限制范围时,发出声光报警信号
⑥显示设定温度值和实际测量值
设计方案分分析
分析
在日常生活及工农业生产中经常需要用到温度的检测及控制,传统
的测温元件有热电偶和热电阻,而热电偶和热电阻测出的一般都是电压
,再转换成对应的温度,需要比较多的外部硬件支持,硬件电路复杂,
软件调试复杂,制作成本高。而采用智能温度传感器DS18B20作为检测
元件,测温范围为-55℃~125℃,℃。DS18B20
可以直接读出被测温度值,采用三控制线与单片机相连,减少了外部
的连接电路,具有低成本和易使用的特点,按照系统设计功能的要
求确定系统有五个模块组成,主控制器AT89C51,测温电路DS18B20,
报警电路,按键电路及驱动显示电路。
总体电路框图如右图:
数字温度计核心器件简介之一51单片机
51系列单片机的发展史:
单片机的发展经历了从8位到16位再到64位的发展历程。我国开始使用单片机是在1982 年,短短五年时间里发展极为迅速。1986 年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会,有的地区还成立了单片微型计算机应用协会,从此51单片机以其经济实用的优势在中国工业控制应用领域中开始普及。
51单片机的优点:
(1) 性价比高。
(2) 集成度高、体积小、可靠性高。由于单片机将各个功能部件集成在一块芯片上,
且内部采用总线结构,减少了各个芯片之间的连线,从而大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。
(3) 控制功能强。单片机中的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O接口的逻辑操作及位处理功能。
(4) 低功耗、低电压,便于生产便携式产品。
(5) 外部总线增加了串行总线方式,进一步缩小了体积,简化了结构。
(6) 单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范,易于构成各种规模的应用系统
51单片机的缺点:
(1)易解密(2)抗干扰能力差
51单片机的内部结构
AT9C51的管脚如下图所示:
各管脚功能:VCC:供电电压。 GND:接地。 P0~P3:为输入/输出口线,其各有的功能,而P3口每一位还有特殊功能。 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。/PSEN: