文档介绍：数字温度计
作品展示
数字温度计设计
1设计目标和要求
2 设计方案论证
3主要元器件
4 设计原理图
5总结
设计目标与要求
设计一个以单片机为核心的数组温度计,可在数码管上显示出温度传感器采集的数据,℃时,由蜂鸣器给出报警提示。温度测量范围为0~℃,误差在± ℃以内。
设计方案论证
传统的温度传感器有热电阻、热电偶、PN结等类型。这些传感器的输出均为微弱的模拟信号,必须经由模拟放大、滤波、A/D转换等电路转换为标准的数字信号,才能送入单片机进行处理,增加了硬件设计的复杂度。新型的数字传感器则是将温度传感元件、数字量转换电路、数据存储器、外部通信接口等部件集成一块芯片上,大大简化了硬件设计。因此,本设计采用DS18B20数字温度传感器。
DS18B20简介
数字温度传感器DS18B20作为温度检测元件,硬件电路简单,节省系统成本并提高了系统可靠性。
DS18B20主要具有以下特点:
(1)采用单总线通信方式,仅需一条口线即可实现与单片机进行数据传输;
(2)具有3引脚小体积封装方式,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内;
(3)测温范围为-55 ℃~+125 ℃;
(4)~;
(5)可编程为9~12位数字量输出;
(6)支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温;
(7)在每个DS18B20器件都有独一无二的序列号。
DS18B20内部结构
DS18B20主要由64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、及配置寄存器等组成。如图
I/O
C
64
位
ROM
单
线
接
口
高速缓存
存储器与控制逻辑
温度传感器
高温触发器TH
低温触发器TL
配置寄存器
8位CRC发生器
Vdd
DS18B20内部结构
DS18B20为三引脚元件,外形同普通三极管,见右图,引脚功能详见表
序号
名称
引脚功能描述
1
GND
电源地
2
DQ
为数据(数字信号)输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源;
3
VDD
为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时此引脚必须接地)
STC89C51
STC89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。STC89C2051是一种带2K字节闪烁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100次。该器件采用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,STC89C51是一种高效微控制器,STC89C2051是它的一种精简版本。STC89C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。
STC89C51的最小应用系统
STC89C51是片内有程序存储器的单片机,要构成最小应用系统时只要将单片机接上外部的晶体或时钟电路和复位电路即可,如图所示。这样构成的最小系统简单可靠,其特点是没有外部扩展,有可供用户使用的大量的I∕O线。
XTAL1
XTAL2
RES
EA
+5V
+5V
C1
C2
C3
R1
R2