文档介绍：数字温度计设计
学号:20092838
班级:试09电气
姓名:汪松松
专业:电气及其自动化
设计概述
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AT89C51,测温传感器使用DS18B20,用两只4位共阴极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。
设计符合要求
基本范围-50℃-100℃
精度误差为1℃
LED数码管直读显示,当温度为“负”,则显示负号。
当温度不在基本范围内时,蜂鸣器报警
键盘设置温度上下限
方案的总体设计框图
测温电路
AT89C51 控
制
器
键盘输入电路
温度报警电路
显示电路
扫描驱动
数字温度计的各个组成部分
一、主控制器
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案
三、温度传感器
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司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。
1、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,~;
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;
2、DS18B20详细引脚功能描述见下表
3、通信过程
(1)主机拉低单总线至少480us产生复位脉冲;
(2)主机释放单总线,进入接收模式,释放时产生上升沿;
(3)单总线器件检测到上升沿,延时15-60us;
(4)单总线器件通过拉低总线60-240us来产生应答脉冲;
(5)主机接受应答信号,对从机ROM进行命令和功能命令操作; 所有读写时序至少60us,两个独立的时序间至少1us回复时间。
二、显示电路
显示电路采用两只4位共阴LED数码管和数码管的驱动芯片74LS373。
1、四位数码管
我们采用动态扫描显示
三、报警电路
,来打开和关闭扬声器电路,
四、键盘输入上下限电路
本设计采用的是矩阵式键盘输入,-,-,CPU先通过键使列线输出为低电平,然后从输入口读出所以行线的状态。若行线状态都为高电平,则说明没有键按下,CPU通过输出口使列线从低位至高位逐位变低电平输出,每次均读入行线的状态,以确定那条列线为“0”状态,由行、列线的状态就可判断是哪一个键被按下