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1、基于DS18B20的温度采集显示系统的设计 导读：就爱阅读网友为您分享以下“基于DS18B20的温度采集显示系统的设计”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 目录1. 引言 . 11.1绪论 . 11.2课程设计任务书 . 12. 设计方案 . 43. 硬件设计方案 . 43.1最小系统的设计 . 43.2 LED 发光报警电路 . 63.3 DS18B20的简介及在本次设计中的应用 . 63.3.1 DS18B20的外部结构及管脚排列 . . 63.3.2 DS18B20的工作原理 . . 73.3.3 DS18B20的主要特性 . . 83.3.4 DS18B20的测温流程 . . 8
2、3.3.5 DS18B20与单片机的连接 . . 93.4 报警温度的设置 . 93.5 数码管显示 . 103.5.1数码管工作原理 . . 103.5.2数码管显示电路 . . 113.6 硬件电路总体设计 . 124. 软件设计方案 . 134.1主程序介绍 . 134.1.1主程序流程图 . . 134.1.2主流程的C 语言程序 . . 144.2部分子程序 . 184.2.1 DS18B20复位子程序 . . 184.2.2 写DS18B20命令子程序 . 19 4.2.3读温度子程序 . . 214.2.4计算温度子程序 . . 234.2.5显示扫描过程子程序 . . 245.
3、 基于DS18B20的温度采集显示系统的调试. 266. 收获和体会 . 287. 参考文献 . 29 课程设计用纸第 1 页 1. 引言1.1绪论随着科学技术的发展，温度的实时显示系统应用越来越广泛，比如空调遥控器上当前室温的显示，热水器温度的显示等等，同时温度的控制在各个领域也都有积极的意义。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标。本文介绍了基于DS18B20的温度实时采集与显示系统的设计与实现。设计中选取单片机AT89C51作为系统控制中心，数字温度传感器DS18B20作为单片机外部信号源，实现温度的实时采集。并且用精度较好
4、的数码管作为温度的实时显示模块。利用单片机程序来完成对DS18B20与AT89C51的控制，最终实现温度的实时采集与显示。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标。1.2课程设计任务书微机原理与接口技术课程设计任务书(二) 题目：基于DS18B20的温度采集显示系统的设计 一、课程设计任务传统的温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点。但由于其输出的是模拟量，而现在的智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得非常复杂。硬件上需要模拟开关、
5、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构庞大，安装困难，造价昂贵。新兴的IC 温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后的数字量，可以在保证测量精度的情况下，大大简化系统软硬件设计。这种传感器的测温范围有一定限制（大多在50120），多适用于环境温度的测量。DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量。本课题要求设计一基于DS18B20的温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块及报警模块。所设计的系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集的温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值。
6、二、课程设计目的通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机的接口及DS18B20的课程设计用纸第 2 页 编程；2）矩阵式键盘的设计与编程；3）经单片机为核心的系统的实际调试技巧。从而提高学生对微机实时控制系统的设计和调试能力。三、课程设计要求1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集的温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警）2、能实时显示温度值，要求保留一位小数；四、课程设计内容1、人机“界面”设计；2、单片机端口及外设的设计；3、硬件电路原理图、软件清单。五、课程设计报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）总体
7、设计方案（3）针对人机对话“界面”要有操作使用说明，以便用户能够正确使用本产品；（4）硬件原理图，以便厂家生成产（可手画也可用protel 软件）；（5）程序流程图及清单（子程序不提供清单，但应列表反映每一个子程序的名称及其功能）；（6）调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排课程设计用纸第 3 页七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%。课程设计用纸第 4 页 2. 设计方案本次的课题设计要求是基于DS18B20的温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、
8、温度显示模块和键盘输入模块及报警模块。其中温度采集模块所选用的是DS18B20数字温度传感器进行温度采集，温度显示模块用的四位八段共阴极数码管进行温度的实时显示，键盘输入模块采用的是按钮进行温度的设置，报警模块用的是LED 灯光报警。具体方案见图2-1。 图2-1 总体设计方案3. 硬件设计方案3.1最小系统的设计本次设计单片机采用的是AT89C51系列的，它由一个8位中央处理器(CPU)，4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM ，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个串行I/O口及中断系统等部分组成。其结构如图3-1所示：课程设计用纸第 5 页 图3-1 AT89
9、C51系列单片机引脚排列 图3-2 单片机最小系统接线图图3-2为单片机最小系统的接线图，其中C1、C2均选用20PF 的，晶振X1用的是XTAL1 XTAL2 RST EA课程设计用纸第 6 页 11.0592MHZ 的。晶振电路中外接电容C1，C2的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用1030pF的瓷片电容。并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好。晶振的取值范围一般为024MHz，常用的晶振频率有6MHz 、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz等。晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。图3-2
10、中C3，R1及按键构成了最小系统中的复位电路，本次设计选择的是手动按钮复位，手动按钮复位需要人为在复位输入端RST 上加入高电平。一般采用的办法是在RST 端和正电源Vcc 之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc 的+5V电平就会直接加到RST 端。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。在单片机最小系统中还要将EA 的非接高电平，如图3-2也有体现出来。3.2 LED发光报警电路 图3-3 LED发光报警电路图3-3为LED 报警电路的接法，其中一根线接单片机的8号P1.7口，另外一根接地。当温度超过预设温度值时LED 灯被接通发光报警。3.3 DS18B20的简介及在本次设计中的应用3.3.1 DS18B20的外部结构及管脚排列DS18B20的管脚排列如图3-4所示：DS18B20引脚定义：(1)DQ为数字信号输入/输出端；(2)GND为电源地；(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）P1.7百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆 10