单片机数字温度计设计.doc

湖南工程学院课 程 设 计课程名称 单片机原理与应用 课题名称 数字温度计设计 专 业 电气工程及其自动化 班 级 0 学 号 0 姓 名 0 指导教师 0等 0湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 单片机原理与应用 课 题 数字温度计的设计 专业班级 0 学生姓名 0 学 号 0 指导老师 0 审 批 任务书下达日期 0任务完成日期 0计内容与设计要求设计内容：以51系列单片机为核心，以开发板为平台；设计一个数字式温度计，要求使用温度传感器（可以采用DS18B20或采用AD590）测量温度，再经单片机处理后，由LED数码管显示测量的温度值。测温范围为051，精度误差在0.5以内；并要求焊接好开发板，在开发板上进行调试。设计要求：1）确定系统设计方案； 2）进行系统的硬件设计；3）完成必要元器件选择；4）开发板焊接及测试5）系统软件设计及调试；6）系统联调及操作说明7）写说明书主 要 设 计 条 件1、 MCS-51单片机实验操作台1台；2、 PC机及单片机调试软件，仿真软件proteus；3、 开发板1块； 4、 制作工具1套；5、系统设计所需的元器件。说 明 书 格 式目 录第1章、概述第2章、系统总体方案设计第3章、硬件设计第4章、软件设计第5章、调试第6章、总结参考文献 附录A 系统硬件原理图附录B 程序清单进 度 安 排设计时间分为二周第一周星期一、上午：布置课题任务，课题介绍及讲课。下午：借阅有关资料，总体方案讨论。星期二、分班级焊接开发板星期三、确定总体方案，学习与设计相关内容。星期四、各部分方案设计，各部分设计。星期五、设计及上机调试。星期六、设计并调试第二周星期一：设计及上机调试。星期二：调试，中期检查。星期三：调试、写说明书。星期四-星期五上午：写说明书、完成电子版并打印成稿。星期五下午：答辩。参 考 文 献参考文献1、 王迎旭编.单片机原理与应用M.机械工业出版社.2004.2、 楼然苗编.51系列单片机设计实例M.北京航空航天大学出版社.3、 黄勤编.计算机硬件技术基础实验教程M.重庆大学出版社4、刘乐善编.微型计算机接口技术及应用M.华中科技大学出版社.5、陈光东编.单片微型计算机原理及接口技术M.华中科技大学出版社.目 录第一章 概述1第二章 系统总体方案 22.1、总体方案 22.2、系统结构框图 2第三章 硬件电路设计 31、单片机电源和复位电路及端口定义 32、步进电机控制电路 43、按钮电路和指示灯电路 4第四章 程序设计及操作说明 51、程序流程图 52、设计思想 63、程序调试 64、操作说明 6第五章、总结 7第六章、参考文献 8附录A（硬件电路图）9附录B(程序清单) 10第一章 概述随着单片机技术的不断发展，单片机在电子产品中的应用越来越广泛。单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此被广泛应用。温度检测则是单片机在工业生产中的一个典型的应用。随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的C51、52系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的生活。而本次设计就是要通过以51系列单片机为核心，以开发板为平台，设计一个数字式温度计，要求使用温度传感器（可以采用DS18B20或采用AD590）测量温度，经单片机处理显示温度值。第二章 系统总体设计2.1 方案选择本设计主要以单片机为核心设计数字温度计，需采用温度传感器，在单片机电路设计中，温度传感器应用非常广泛，这是非常容易实现的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，该传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换。通过单片机处理，控制温度数值进行显示，由于液晶显示发展迅速，液晶显示运用更加普遍，该数字温度计的显示部分采用LCD显示，可以通过液晶1602实现显示功能。2.2 系统总体设计框图 AT89C51 MCU LCD 显示1602温度传感器DS18B20时钟震荡复位灯光闪动报警第三章 硬件设计3.1、系统模块分析整个系统电路可分为六个模块：时钟震荡模块，采用12M晶振外接电容构成，用来提供单片机运行的脉冲时序；复位模块；温度采集模块，采用温度传感器DS18B20采集环境温度，进而输入到单片机中；数据处理模块，采用AT89C51单片机对采集的温度进行处理分析，将采集到的数据传送到LCD1602液晶进行显示并判断是否超出温度范围进而控制灯光闪烁报警模块；显示模块，由1602构成液晶显示；灯光闪烁报警模块，主要由发光二极管构成，由单片机控制闪烁发光实现报警功能.3.1.1、时钟震荡电路采用12M晶振外接电容构成，用来提供单片机运行的脉冲时序3.1.2、复位模块 3.1.3、灯管闪烁报警模块主要采用发光二极管的闪烁进行报警3.1.4、温度采集模块 DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配位处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号供处理器处理。它采用单条信号线，既可传输时钟，又可传输数据，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单，硬件开销小，成本低廉便于总线扩展和维护等优点。DS18B20 引脚定义引脚定义GND电源负极DQ信号输入输出VDD电源正极NC空3.1.5、数据处理模块数据处理模块采用AT89C51单片机，是ATMEL公司所生产。在单片机中除了有CPU、存储器和并行输入/输出接口外，还包含有定时/计数器，串行I/O接口和中断管理逻辑等部件。单片机是一种数字集成芯片，数字电路中只有两种电平：高电平和低电平。从本质上来说，按要求控制单片机引脚高低电平的变化即可达到控制设计要求。单片机将从温度采集模块获取的温度值进行处理，将温度实际值输出到LED1602液晶显示，同时对温度值进行判断，判断是否超出温度上下限，从而进行灯光闪烁报警控制3.1.6、LED液晶显示模块液晶显示器（Liquid Crystal Display,LCD）的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面。该设计中用到的1602应用 比较常见，1602液晶以并行操作方式居多。主要技术参数显示容量16 2 个字符芯片工作电压4.55.5V工作电流2.0mA模块最佳工作电压5.0V字符尺寸2.954.35（WH）mm基本操作时序读状态输入：RS=L，R/=H ,E=H读数据输入：RS=H，R/ =H ,E=H写指令输入：RS=L, R/ =L,E=H写数据输入：RS=L，R/ =L，E=H 第四章 软件设计4.1 主程序设计开始初始化1602液晶显示芯片调用温度采集函数获取温度对温度进行处理调用液晶显示函数显示温度值判断实际温度值是否超出温度范围调用灯光闪烁报警函数进行报警控制结束4.2 LCD液晶显示程序设计LCD1602液晶显示1602初始化设置1602显示，8位数据口设置开显示不显示