用单片机实现简易温度计课程设计说明书.doc

目录

TOC\o1-3\h\z\u1引言1

1.1设计的目的1

1.2设计的背景1

2方案设计2

2.1DS18b20的选取2

2.2AT89C51单片机的选取2

2.3LCD1602液晶的选取2

3硬件设计3

3.1时钟电路3

3.2复位电路3

3.3DS18b20温度传感电路4

3.41602液晶显示电路4

4软件设计6

4.1DS18b20与单片机之间的信息交换程序7

4.2单片机向1602发送命令及数据的程序7

4.3主函数对各子函数的调用过程7

5仿真结果9

6总结与体会10

参考文献11

附录112

1引言

1.1设计的目的

通过本次设计，加深对单片机原理、接口课程的全面认识、复习和掌握，对单片机的应用进一步的了解。

1.2设计的背景

温度计在现在日常生活、工业生产以及数据检测方面都有着广泛的应用，温度计的精度是选择温度计的重要指标，尤其许多重要场合温度的测定，误差必须限定在某一很小的范围内，因此要设计一个温度计，做好测量精度误差也是最重要的工作之一。

本课程设计要求能够测量的温度范围是-50摄氏度到+110摄氏度，测量误差在±0.5oC之内。综合这两个条件，经过查找分析，可以选择温度传感器。该传感器测量范围是-55oC到+125oC，其温度控制存放器为16位，其中高5位是符号位，0表示正，1表示负，低11位表示温度数值，负温度用补码形式表示，在分辨率为0.0625oC，即最低位的一代表0.0625oC，符合精度要求。设计时，要求显示到小数点后一位，由于误差在±0.5oC之间，因此可以只让小数点后的数显示0与5，当实际温度的小数点位为0到4时，显示0，当实际温度的小数点位为5到9时，显示5。

2方案设计

要求用单片机设计温度计并在液晶上显示，这就要求必须有个温度传感器来收集温度信息，送入主控局部，再由主控局部将数据送显示局部显示。

总体设计框图为：

图2.1系统方案框图

图2.1系统方案框图

主控电路

测温电路

显示电路

设计要求误差在0.5oC之内，为符合我们的设计精度要求，而选择采用作为温度传感器，其内部测量最小分辨率为0.0625oC，并且可以显示的温度在-55oC到+125oC之间，完全能满足我们的设计要求。其内部的温度信号存于一个16位的存放器中，以补码形式存在，高五为是符号位，读温度时要注意判断符号位，以确定我们要输出的正负号，其余数据局部转换成我们要的数字量，由单片机送1602液晶显示。综上所述，本设计选取DS18b20作为温度传感芯片。

2.2AT89C51单片机的选取

本次设计电路相对简单，转换速率要求不高一般的单片机便可以担此任务，因此，单片机的选取应本着低本钱的原那么。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器〔FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory〕的低电压、高性能CMOS8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。AT89C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。因此本设计选取AT89C51单片机作为控制器。

2.3LCD1602液晶的选取

由于本次设计要求显示的内容简单且全是字符形式的，因此液晶的选取应本着简单、节约本钱的原那么。LCD1602是字符型液晶，显示字母和数字比拟方便，控制简单，本钱较低。因此选取LCD1602液晶作为显示器。

3硬件设计

用到的器件有DS18b20、1602液晶及AT89C51〔含晶振与复位电路〕。

硬件设计框图为：

图3.1硬件设计框图51单片机时钟电路复位电路DS18b20L

图3.1硬件设计框图

51单片机

时钟电路

复位电路

DS18b20

LCD1602显示器

晶振电路由一个晶振与两个电容连接组成，与单片机的18、19管脚相连，另一端接地，电路图为：

图3.2单片机时钟电路电容大小没有固定值，一般5到30pf，晶振是给单片机提供工作信号脉冲的。这个脉冲就是单片机的工作速度。一般用内部振荡方式，这种方式比拟稳定。晶振频率为12MHZ，单片机工作速度就是每秒12M。单片机的工作频率是有范围的，不能太大，一般24M就不上去了，不然不稳定

图3.2单片机时钟电路

3.2复位电路

复位电路由一个有极性电容、一个电阻与一个按键连接而成，