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指导教师:
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单片机温度检测记录系统
2012 年 7 月 17 日
摘要
温度参数检测在测控系统、工业控制等场合中占有重要的地位,设计一个具有温度实时显示和动态记录功能的温度检测记录系统就显得非常必要。本文提出了以STC89C52单片机为核心的温度检测与记录系统的设计方法,在这种方法中采用了新型可编程温度传感器DS18B20进行温度检测,这种传感器具有很多的特点,抗干扰能力强、温度采集精度高、稳定性好、电路简单、控制方便等等;时钟显示模块采用了DS1302,它能提供包括秒、分、时、日期、月份、年份信息,可以选择12小时制和24小时制;创造性的采用了24C02与串口的方法来有效得存储数据;LCD液晶显示器用来显示时间温度的数据。这篇文章还给出了系统总体框架、程序流程图和Altium Designer 6 原理图,并在硬件平台上实现了所设计功能。
关键词:STC89C52单片机;温度传感器;时钟显示
目录
1. 设计任务 1
任务描述 1
小任务 1
技术指标 1
难点分析 1
2. 方案比较与论证 2
方案选择 2
方案论证 3
小结 4
3. 系统硬件设计 5
总体设计 5
硬件模块电路分析 6
发挥部分设计 13
电路原理图 13
小结 13
4. 系统仿真与软件设计 14
仿真设计与分析 14
软件设计 15
5. 系统调试与组装 18
PCB板 18
样机调试 18
样机功能 18
发挥部分测试结果 19
小结 19
6. 结论 20
参考文献 21
附录一 22
附录二 25
1. 设计任务
任务描述
设计制作一台可检测和记录温度的系统。
小任务
温度检测系统可以根据外界的情况在相应的间隔时间显示出对应的温度值。
技术指标
(1) LCD显示实时时钟:年、月、日、时、分、秒;
(2) 每30秒采样温度,LCD更新显示温度值;
(3) 按键触发存储当前温度和时钟信息(年、月、日、时、分);
(4) 按键触发串口传输存储的温度和时钟信息;
(5) 温度测量精度:±1度。
难点分析
在本次设计实验中,主要的难点有:满足设计要求的keil C语言程序设计,并且满足protues仿真时也要确保实物电路满足要求,因为仿真电路的晶振频率和延时函数与实际电路有区别,所以在这些细节处我们更应该主要,避免实物电路出不了结果;用Altium Designer 6画PCB板时,因为没有库文件所以对元器件的封装必须正确,在摆放元器件时要尽量减少交叉线;在做实物板时,必须确保焊接的正确,没有虚焊、漏焊、桥接的情况,确保硬件没有问题;在调试过程中,由于加了稳压器,,达不到一些元器件的工作电压,到时LED显示不稳定,既在设计电路之前就必须先查看所用到的元器件的资料,确保各个元器件都正常工作。
2. 方案比较与论证
做任何一件事情并不是只有一种方法,只要勤于思考,不但会有很多不同的途径,还能从中选取最优的那一种,这次的设计,我们这一组的成员对器件的使用也展开了讨论,目的是在众多的具有相同功能的一类器件中选择一款更能达到本次设计任务。以下选择性的介绍一下各类型的器件的比较以及我们选择所用到的器件的原因。
方案选择
温度传感器
方案1:热电偶传感器是温度测量中最常用的传感器,它是由在一端连接的两条不同金属线构成,当热电偶一端受热时,热电偶电路中就有电势差,可用测量的电势差来计算温度。电压与温度是呈非线性关系,温度变化时电压变化很小,并且需要为参考温度(Tref)作第二次测量,并利用测试设备软件和硬件在仪器内部处理电压-温度变换,以最终获得热偶温度(TX)。
方案2:热敏电阻是用半导体材料制成,大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低,它的体积非常小,对温度的变化响应也很快,具有结构简单,测量范围广,热惯性小,准确度高,输出信号远的优点,但价格较高。
方案3:DS18B20的操作用汇编语言编写的具体程序,测温精度高、分辨率高。具有非易失性上、下限报警设定的功能,成本低,易于采集信号。
时钟显示
方案1:采用内部时钟计时,利用单片机内部的振荡器,然后在引脚XTAL1(18脚)和XTAL2(19脚)两端接晶振,就构成了稳定的自激振荡器,其发出的脉冲直接送入内部时钟电路,外接晶振时