文档介绍：山东理工大学计算机学院
课程设计
单片机系统设计
班级计科1104
姓名
学号
指导教师李业德韩慧
二○一四年十一月日
课程设计任务书及成绩评定
课题名称_______温度测试系统设计_______
题目的目的和要求:
利用温度传感器和MSP430单片机设计一个温度测试系统,将测试结果(十进制)在LED上显示出来,并定义一个保持按键,当按下该键时,将当前测试值保持不变(按键不动作时为正常测量显示)。温度显示格式为:XXX ℃。
设计进度及完成情况
日期
内容
选取题目,进行资料搜集和系统分析工作
进行单独程序设计以及完成单独接口电路
将全部程序综合并进行整体程序调试和连接整体接口电路
书写课程设计报告并写下相关问题总结
进行课程设计答辩,并打印上交
主要参考文献及资料
MSP430系列16位低功耗单片机原理及应用
DS18B20温度传感器的使用
智能仪器原理及应用
学科部主任李业德
Ⅵ、成绩评定:
设计成绩: (教师填写)
指导老师: (签字)
二○年月日
目录
I、 题目的目的和要求: 2
II、 设计进度及完成情况 2
III、 主要参考文献及资料 3
Ⅵ、成绩评定: 3
目录 4
本次课程设计的目的和意义 5
设计题目 6
系统的主要功能、作用以及主要技术性能指标 7
总体设计方案、工作和组成原理 8
系统设计 11
设计总结 26
作品的使用或操作说明 27
设计图纸或图表 28
本次课程设计的目的和意义
课程设计是让我熟练掌握了课本上的一些理论知识,课程设计也是一个学习新知识、巩固加深所学课本理论知识的过程,它培养了我们综合运用知识的能力,独立思考和解决问题的能力。
加深我们对单片机原理与应用课程的理解
设计题目
温度测试系统设计:
利用温度传感器DS18B20和MSP430单片机设计一个温度测试系统,将测试结果(十进制)在LED上显示出来,并定义一个保持按键,当按下该键时,将当前测试值保持不变(按键不动作时为正常测量显示)。温度显示格式为:XXX ℃。
系统的主要功能、作用以及主要技术性能指标
系统的主要功能是单片机实时从温度传感器读取温度数据信息,并在数码管显示,同时扫描是否有保持按键按下,如果按下则不再继续从温度传感器读取温度数据信息,保持温度值不变。
作用是可以实时读取环境中的温度信息,供用户查看,同时当用户需要观察某温度时,可以按下按键保持温度不变。
主要技术指标:
1. 基本范围0℃-99℃
2. ℃
3. LED数码直读显示
4. 扫描按键保持数值
总体设计方案、工作和组成原理
数字温度计设计方案论证
方案一
由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。
方案二
进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。
从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。
主控制器
单片机采用MSP430单片机,处理能力强,功耗低,实现该功能仅需一个按键,8位数码管显示,以及DS18B20温度传感器。
显示电路:
显示电路采用8位共阴LED数码管,从P4口输出段码。
图一总体设计框图
温度传感器:
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新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。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;
DS18B20内部结构框图如图2所示。64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共有48位,最后8位是前面56位的C