温度测量实训报告_实时温度测量实训报告

2020-02-27 其他范文下载本文

温度测量实训报告由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“实时温度测量实训报告”。

单片机测温实训报告

（AT89C51）

姓名：陈杉学号：班级：计控

1514100412 1004

172207946.doc

陈杉

一.引言...................................................................................3 二.总体设计方案...................................................................3 三.硬件设计...........................................................................3

3.1硬件电路设计方案.............................................3 3.2硬件框图.....................................................3 3.3芯片介绍.....................................................3 3.4硬件电路图...................................................4

3.4.1电路原理图.............................................5 3.4.2原理图说明.............................................5

四.软件设计...........................................................................6

4.1主流程图.....................................................6 4.2仿真与测试...................................................6

五.总结...................................................................................6

共 6 页

第 2 页

2013-6-8 172207946.doc

陈杉

一：引言

随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。

二：总体设计方案

一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。

二：用温度传感器测试温度。在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。

经过讨论，我们决定采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单。

三、硬件电路设计

3.1、硬件电路设计方案

硬件电路的单片机芯片采用AT89C51芯片，进行数据处理。数据采集部分的传感器采用DS18B20芯片数字温度传感器。用四位七段LED数码显示器显示测量的温度值。3.2硬件框图：

3.3芯片介绍

1、AT89C51芯片

AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能共 6 页

第 3 页

2013-6-8

172207946.doc

陈杉

CMOS 8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。外形及引脚排列如图所示。

2、DS18B20芯片(1)DS18B20简介

DS18B20是由美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器芯片。与传统的热敏电阻有所不同，DS18B20可直接将被测温度转化为串行数字信号，以供单片机处理，它还具有微型化、低功率、高性能、抗干扰能力强等优点。通过编程，DS18B20可以实现9~12位的温度读数。信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从微处理器到DS18B20仅需连接一条信号线和地线。读、写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。(2)DS18B20的引脚功能

DS18B20的引脚(图7-10)，其功能如表7-8所示。

(3)DS18B20的主要特点

 采用单线技术，与单片机通信只需一个引脚；

 通过识别芯片各自唯一的产品序列号从而实现单线多挂接，简化了分布式温度检测的应用；

 实际应用中不需要外部任何器件即可实现测温；  可通过数据线供电，电压的范围在3～5.5V；  不需要备份电源；

 测量范围为-55～+125℃，在-10～+85℃范围内误差为0.5℃；

 数字温度计的分辨率用户可以在9位到12位之间选择，可配置实现9～12位的温度读数；

 将12位的温度值转换为数字量所需时间不超过750ms；  用户定义的，非易失性的温度告警设置，用用户可以自行设定告警的上下限温度。3.4硬件电路图

共 6 页

第 4 页

2013-6-8

172207946.doc

陈杉

3.4.1电路原理图：

Proteus仿真结果显示：

3.4.1原理图说明：

设计中，使用AT89C51的P1.0管脚接收由温度传感器送出的数字温度信号；管脚P0.0~P0.7用于输出温度各位上的数字，连接LED数码管，作为显示内容；P2.0~P2.2管脚作为LED数码管轮流显示的控制信号的输出端；P3.0作为温度越界判据的信号输出的端。单片机的外围设备包括：时钟振荡器、DS18B20数字温度传感器、温度显示设备和高温制冷电机等。用DS18820测量温度，在其内部就共 6 页

第 5 页

2013-6-8

172207946.doc

陈杉

能进行A/D转换，输出数字量与单片机直接通讯，无需外加A/D转换器，转换速度快，降低了成本，而且简化了电路，提高了系统的集成度，使其满足了最简的要求。这个温度传感器稍加改良，配合半导体制冷器还能实现高精度的温度控制功能。

四、系统软件设计

主要利用keil和protues软件来实现软硬件的结合。系统程序主要包括主程序，温度的相关子程序，数字的子程序等。4.1主流程图

4.2仿真与测试

1、软件调试，在Keil软件上输入程序，进行编译、连接protues。

2、在protues上实现仿真，修正改正，在仿真知道正确。

五、总结与体会

在为期两周的电子制作实训中，利用Keil软件的仿真与调试，我设计了一个温度测量系统。