基于AT89C51的温度计.doc

1、凌阳， 拇指 凌阳 目录 凌阳， 拇指 凌阳 摘要 凌 阳， 拇指 凌阳 3 凌阳， 拇指 凌阳 1 系统 构成 凌阳， 拇指 凌阳 4 凌阳，拇指 凌阳 2 硬件部分 凌阳， 拇指 凌阳 5 凌阳，拇指 凌阳 2.1 电源电路 5 凌阳， 拇指 凌阳 2.2 感温模块 7 凌阳， 拇指 凌阳 2.3 按键模块 9 凌阳， 拇指 凌阳 2.4 时钟模块 凌 阳， 拇指 凌阳 10 凌阳， 拇指 凌阳 2.5 单片机 凌 阳， 拇指 凌阳 10 凌阳， 拇指 凌阳 2.6 显示模块 凌 阳， 拇指 凌阳 16 凌阳， 拇指 凌阳 2.7 报警模块 凌 阳， 拇指 凌阳 17 凌阳， 拇指 凌阳

2、3 软件部分 18凌 阳， 拇指 凌阳 3.1 主程序 凌 阳， 拇指 凌阳 18 凌阳， 拇指 凌阳 3.2 读出温度子程序 凌 阳， 拇指 凌阳 19 凌阳， 拇指 凌阳 3.3 温度转换命令子程序 凌 阳， 拇指 凌阳 20 凌阳， 拇指 凌阳 3.4 计算温度子程序 凌 阳， 拇指 凌阳 22 凌阳， 拇指 凌阳 3.5 显示温度子程序 凌 阳， 拇指 凌阳 23 凌阳， 拇指 凌阳 附 凌 阳， 拇指 凌阳单片机程序 25 凌阳， 拇指 凌阳 4 设计小结 31凌 阳， 拇指 凌阳 2 5 参考资料 31凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 摘要 凌阳，

3、拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 当今世界已进入信息时代 ， 拇指 以计算机技术、电子 和通信技术为代表的新技术正在迅速渗透到工业生产的各个领域 ， 拇指 而计算机技术的飞速发展 ， 拇指 对人类社会的发展起到了极大的推动作用 。 食指 在现代化的工业生产中 ， 拇指 需要对周围环境的温度进行检测和控制 。 食指 本课程是基于单片机控制设计 ， 拇指 设计一个能根据需求设置低温 、 高温 上下限 进 行报警并通过液晶显示 温度 的系统 。 食指 该系统使用 AT89S52单片机 ， 拇指 同时运用单线数字温度传感器 DS18B20， 拇指 LED 显示模块

4、 ， 拇指 声音报警模块 ， 拇指 按键设置 ， 拇指 电源电路 等模块 ， 拇指 可实现 对 温度的检测报警 。 食指 温度测量范围099.9 摄氏度 ， 拇指 设置上限报警温度、下限报警温度 ， 拇指 当超出上下限时会报警 ， 拇指 电源电压 VCC 为 5V。 食指课题经过实验验证达到设计要求 ， 拇指具有一定的使用价值和推广价值 。 食指 该作品使用 数码管 显示 ， 拇指 可以清晰地显示当前的温度 ， 拇指 使用者使用时不会出错 ， 拇指 安全可靠 ， 拇指 可使用 于各种食品储存室 ， 拇指植物养殖所等地方 ， 拇指使用性很高 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 关键字 DS18B20

5、凌 阳， 拇指 凌阳单片机 凌 阳， 拇指 凌阳温度显示 凌 阳， 拇指 凌阳 温度报警 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 一 凌 阳， 拇指 凌阳系统构成 凌阳， 拇指 凌阳 3 系统结构主要由两大分组成 ， 拇指 硬件部分和软件部分 ， 拇指 硬件部分由电源电路 ,感温模块 ， 拇指 时钟模块 ， 拇指 按键模块 ， 拇指单片机 ， 拇指 显示模块 ， 拇指报警模块组成 。 食指如图 1.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳

6、凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳

7、凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 1.1凌阳， 拇指 凌阳 电路图 凌 阳， 拇指 凌阳图 1.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳

8、 凌阳 ，拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 如图 1.2凌阳， 拇指 凌阳 4 采用本 单片机 凌 阳， 拇指 凌阳 AT89S52 凌 阳， 拇指 凌阳 处理采集信息 ， 拇指数字温度采集传感器 凌 阳， 拇指 凌阳DS18B20 凌阳， 拇指 凌阳 进行温度采集 ， 拇指 及 凌阳， 拇指 凌阳 LED 凌阳， 拇指 凌阳 数码管温度显示 ， 拇指蜂鸣器温度报警 。食指 凌阳， 拇指 凌阳 元器件清单

9、 凌 阳， 拇指 凌阳如表 1.1 名称 型号 参数 说明 电阻 R1 10K 1 个 电阻 R2 R9 100 8 个 电阻 R10 R14 1K 上拉电阻 电容 C1 10 1 个 电容 C2 C3 30pF 2 个 瓷片电容 三极管 Q1 Q5 8500 4 个 晶振 Y1 120M 1 个 数码管 LED 4 个七段数码管 按键 K1 K3 3 个 温度传感器 U2 DS18B20 1 个 蜂鸣器 1 个 表 1.1凌阳， 拇指 凌阳 二 凌 阳， 拇指 凌阳硬件部分 凌阳， 拇指 凌阳 2.1 电源电路 凌阳， 拇指 凌阳 电源电路由变压器 ， 拇指单相桥式整流电路 ， 拇指 型 滤

10、波 ， 拇指三端稳压器 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 如图 2.1 凌阳， 拇指 凌阳 5 凌阳， 拇指 凌阳 如图 2.1凌阳， 拇指 凌阳 变压器是这一电源电路起始部分 ， 拇指将 220V的电网电压转变为本设计所需的较低的电压 ， 拇指就可以进行下一阶段的整流部分 。 食指一般规定 v1为变压器的高压侧 ， 拇指 v2 为变压器的低压侧 ， 拇指 v1 侧的线圈要比 v2 侧的线圈要多 ， 拇指这样就可以将 220V的电网电压降低 ， 拇指 凌阳， 拇指 凌阳 单相桥式整流电路 ， 拇指 就是将交流电网电压转换为所需电压 ， 拇指 整流电路由 四只整流二极管 组成 。 食指 下面简单介绍

11、一下单相桥式整流电 路的工作原理 ， 拇指 为简 便 起见 ， 拇指 这里所选的二极管都是理想的二极管 ， 拇指 二极管正向导通时电阻为零 ， 拇指反向 导通时 电阻无穷大 。 食指在 v2的正半周 ， 拇指电流从变压器副边线圈的上端流出 ， 拇指经过二极管 D1， 拇指再由二极管 D4流回变压器 ， 拇指 所以 D1、 D4正向导通 ， 拇指 D2、 D3反 向 截止 ， 拇指 产生一个极性为上正下负的输出电压 。 食指在 v2 的负半周 ， 拇指其极性 正好 相反 ， 拇指电流从变压器副边线圈的下端流出 ， 拇指 经过二极管 D2， 拇指 再由二极管 D3流回变压器 ， 拇指所以 D1、

12、D4反 向 截止 ， 拇指 D2、 D3正向导通 。 食指 桥式整流电 路利用了二极管的单向导电性 ， 拇指利用 四个二极管 ， 拇指 是它们交替导通 ， 拇指 从而 负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压 凌阳， 拇指 凌阳 滤波电路采用的是电解电容和 陶瓷电容 并联方式滤波 ， 拇指 简单的讲就是电容两端电压升高时 ， 拇指 电容充电 ， 拇指 电压降低时 ， 拇指 电容放电 ， 拇指 让电压降低时的坡度变得平缓 ， 拇指 从而起到滤波的作用 。 食指这里选用电解电容是因6 为电解电容 单位体积的电 容量 非常大 ， 拇指 能 比其它种类的电容大几十到数百倍 ， 拇指 并且其 额定的容量可

13、以做到非常大 ， 拇指价格比其它种类 相比具有相当大的优势 ， 拇指 因为 其 组成材料都是普通的工业材料 ， 拇指 比如铝等等 。食指三端稳压器 MC78M05CT将输出电压稳定在 +5V上 凌阳， 拇指 凌阳 感温模块 凌阳， 拇指 凌阳 采用一线制数字温度传感器 DS18B20来作为温度传感器 。 食指 传感器输出信号直接接到单片机的 P3.6引脚上 ,如图 2.2 凌阳， 拇指 凌阳 - 凌阳， 拇指 凌阳 图 2.2凌阳， 拇指 凌阳 DS18B20温度传感器是美国达拉斯 (DALLAS)半导体公司 推出的应用单总线技术的数字温度传感器 。 食指该器件将半导体温敏器件、 A/D 转换

14、器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上 。 食指 本设计中温度传感器之所以选择单线数字器件 DS18B20， 拇指是在经过多方面比较和考虑后决定的 ， 拇指主要有以下几方面的原因： 凌阳， 拇指 凌阳 7 （ 1）系统的特性：测温范围为 -55 +125 凌阳， 拇指 凌阳 ， 拇指 测温精度为士 0.5；温度转换精度 9 12位可变 ， 拇指能够直接将温度转换值以 16 位二进制数码的方式串行输出； 12 位精度转换的最大时间为 750ms；可以通过数据线供电 ， 拇指具有超低功耗 工作方式 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 （ 2）系统成本：由于计算机技术和微电子技术的发展 ， 拇指新型大规

15、模集成电路功能越来越强大 ， 拇指 体积越来越小 ， 拇指而价格也越来越低 。 食指 一支DS18B20的体积与普通三极管相差无几 ， 拇指 价格只有十元人民币左右 。食指 凌阳， 拇指 凌阳 （ 3）系统复杂度：由于 DS18B20是单总线器件 ， 拇指微处理器与其接口时仅需占用 1个 I/O端口且一条总线上可以挂接几十个 DS18B20， 拇指测温时无需任何外部元件 ， 拇指 因此 ， 拇指与模拟传感器相比 ， 拇指 可以大大减少接线的数量 ， 拇指降低系统的复杂度 ， 拇指减少工 程的施工量 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 （ 4）系统的调试和维护：由于引线的减少 ， 拇指 使得系统接口大

16、为简化 ，拇指 给系统的调试带来方便 。 食指 同时因为 DS18B20是全数字元器件 ， 拇指 故障率很低 ， 拇指抗干扰性强 ， 拇指因此 ， 拇指减少了系统的日常维护工作 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 DS18B20温度传感器只有三根外引线：单线数据传输总线端口 DQ 凌阳， 拇指 凌阳， 拇指外供电源线 VDD， 拇指共用地线 GND。 食指DS18B20有两种供电方式：一种为数据线供电方式 ， 拇指此时 VDD 接地 ， 拇指 它是通过内部电容在空闲时从数据线获取能量 ， 拇指来完 成温度转换 ， 拇指相应的完成温度转换的时间较长 。 食指这种情况下 ， 拇指用单片机的一个 I/O

17、口来完成对 DS18B20总线的上拉 。食指另一种是外部供电方式 (VDD接 +5V)， 拇指相应的完成温度测量的时间较短 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 2.3 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳按键模块 凌阳， 拇指 凌阳 8 为了向单片机输入数据 ， 拇指 控制系统的工作状况 ， 拇指 本设计用到了三个按键接口 ， 拇指K1 为进入 /退出设置键； K2 为增加键； K3 为减少 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 如图 2.3 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 图 2.3凌阳， 拇指 凌阳 按键电路主要 考虑的问题是按键开关去抖动问题 ， 拇指 当按键未按下时 ，拇指 电位为高

18、电平 ， 拇指 按下时为低电平 ， 拇指 但是由于按键开关的结构为机械弹性元器件 ， 拇指 在按键按下和断开时 ， 拇指 触点在闭合和断开瞬间会产生接触不稳定 ， 拇指引起电平不稳产生尖峰波 ， 拇指 使 CPU 误认为按键数次接触和断开 ， 拇指引起一次操作进行多次处理 ， 拇指从而产生错误 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 为了消除抖动的不良后果 ， 拇指 有硬件消除和软件消除两种 ， 拇指 本课题采用硬件消除方法 ， 拇指 且利用 RC 滤波电路来去抖动 ， 拇指 RC 滤波电路具有吸收干扰脉冲的作用 ， 拇指只要适当选择 RC电路 的时间常数 ， 拇指便可消除抖动的不良后果 。 食指当按键

19、未按下时 ， 拇指电容 C两端电压为零；当按键按下后 ，拇指电容 C两端电压不能突变 ， 拇指CPU不会立即接受信号 ， 拇指电源经 R1 向 C充电 ， 拇指即使在按键按下的过程中出现抖动 ， 拇指只要 RC电路的时间常数大于抖动电平变化周期 ， 拇指 门的输出将不会改变 。 食指且 VccR2/（ R1+R2）9 值应大于门的高电平 ， 拇指R2C 应大于抖动波形周期 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 2.4 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳时钟模块 凌阳， 拇指 凌阳 单片机内有一高增益反相放大器 ， 拇指连接即可构成自激震荡电路 ， 拇 指震荡频率取决于石英晶体的震荡频率 ， 拇

20、指范围可取1.212MHz， 拇指C1、 C2主要起频率微调和稳定作用 ， 拇指电容值可取 1030pF。 食指如图 2.4 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 图 2.4凌阳， 拇指 凌阳 2.5 凌 阳， 拇指 凌阳单片机 凌阳， 拇指 凌阳 AT89S52是一种带 8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（ FPEROM Falsh 凌 阳， 拇指 凌阳 Programmable 凌 阳， 拇指 凌阳and 凌 阳， 拇指 凌阳Erasable 凌 阳， 拇指 凌阳Read 凌 阳， 拇指 凌阳Only 凌 阳， 拇指 凌阳Memory）的 低电压 ， 拇指高性能 CMOS8 位微处理器

21、 ， 拇指 俗称单片机 。 食指 AT89S52是一种带 8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机 。 食指单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000次 。 食指该器件采用 ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造 ， 拇指与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容 。 食指 由于将多功能 8位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中 ，10 拇指ATMEL的 AT89C51是一种高效微控制器 ， 拇指AT89S52是它的一种精简版本 。 食指如图 2.5 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指

22、凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 图 2.5凌阳， 拇指 凌阳 (1)主要特性： 与 MCS-51 凌 阳， 拇指 凌阳兼容 凌 阳， 拇指 凌阳 4K字节可编程闪烁存储器 凌 阳， 拇指 凌阳 寿命： 1000写 /擦循环 数据保留时间： 10 年 全静态工作： 0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8位内部 RAM 32可编程 I/O线 两个 16 位定时器 /计数器 5 个中断源 凌 阳， 拇指 凌阳