文档介绍：目录
第一章设计目的 22
第二章设计要求 22
第三章设计内容 22
第四章系统设计方案 23
方案选择 23
24
第五章系统硬件设计 25
DS18B20介绍 25
DS18B20初始化 26
26
26
27
第六章原理图、仿真与实物 27
原理图 27
仿真图 28
实物 29
源程序清单 29
第七章总结 34
第八章参考文献 35
第一章设计目的
通过该课程设计使学生进一步了解和加深智能化仪器设计的一般原则;熟练掌握智能化仪器与装置的软、硬件设计方法;掌握仪器的软件调试及软硬件联合统调方法与技能。掌握仪器的接口技术;熟练掌握仪表总线的工作原理、设计步骤、编程及调试;掌握VC或汇编设计软件的编程与调试方法。
1、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面,提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。
2.、培养针对课题需要,选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力,提高组成系统、编程、调试的动手能力。
3、通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程,软硬件设计的方法、内容及步骤。
第二章设计要求
1、温度测试基本范围0℃—100℃。
2、精度误差小于1℃。
3、LED数码管显示。
4、实现报警提示。
第三章设计内容
基于DS18B20的温度测量系统
数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器(如铂电阻,热电偶,半导体,热敏电阻等),将温度的变化转换成电信号的变化,如电压和电流的变化,温度变化和电信号的变化有一定的关系,如线性关系,一定的曲线关系等,这个电信号可以使用模数转换的电路即A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号,数字信号再送给处理单元,如单片机,处理单元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起来,成为可以显示出来的温度数值,,然后通过显示单元,如LED显示出来给人观察。这样就完成了数字温度计的基本测温功能,他是基于
AT89S51单片机,采用数字温度传感器DS18B20,利用DS18B20不需要A/D转换,课直接进行温度采集显示,报警的数字温度计设计。包括传感器数据采集电路,温度显示电路,报警电路,单片机主板电路等组成。
第四章系统设计方案
方案选择
提及到温度的检测,我们首先会考虑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,软件调试也复杂,制作成本高。
因此,本数字温度计设计采用智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为-55°C至+125°C,°C。DS18B20可以直接读出被测量的温度值,而采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
按照系统设计功能的要求,确定系统由三个模块组成:主控制器STC89C51,温度传感器DS18B20,驱动显示电路。总体电路框图如下:
图4-1 系统总体框图
该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成,实现的方法有很多种,下面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案。
采用数字温度芯片DS18B20 测量温度,输出信号全数字化。便于单片机处理及控制,省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,此元件线形较好。在0
—100 摄氏度时,最大线形偏差小于1 摄氏度。DS18B20 的最大特点之一采用了单总线的数据传输,由数字温度计DS18B20和微控制器AT89S51构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接。这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大。采用51 单片机控制,软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制,而且体积小,硬件实现简单,安装方便。既可以单独对多DS18B20控制工作,还可以与PC 机通信上传数据,另外AT89S52 在工业控制上也有着广泛的应用,编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。
该系统利用AT89S52芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示,能够实现快速测量环境温度,并可以根据需要设定上下限报警温度。该系统扩展性非常强,它可以在设计中加入时钟芯片DS1302以获取时间数据,在数据处理同时显示时间,并可以利用AT24C16芯片作为存储器件,以此来对某些时间点的温度数据进行存储,利用键盘来进行调时和温度查询,获得的数据可以通过MAX232芯片与计算机的RS232接口进行串口通信,方便的采集和整理时间温度数