电子温度计的设计(附件)
摘 要本文研究了一种基于单片机的电子温度计的设计系统。随着时代的进步和发展，单片机技术普遍提高了我们生活、事业、科研等各个领域，已经成为了一种比较熟练的技术。电子温度计的设计主要研究了一个关于用AT89C51单片机作为核心的温度检测系统，使用的是温度传感器DS18B20研究测温体系，来实现小范围内的测温的电子温度计。本设计详细概括了其硬件系统的设计、软件程序的编写，主要是传感器对单片机各程序的作用，对电路也逐个进行了说明，它的系统还能够更加便利的实现温度采集和显示，它利用起来相当方便，具备线性优质、性能巩固、灵敏度高、抗干扰本领强、使用方便等优点，适合于我们日常生活中的温度控制，它也可以被用来作为温度处理模块嵌入到其他系统，来帮助该系统。最后，在实验室环境下，对所设计的系统进行了测试，DS18B20和AT89C51连接达成最简温度控制体制，该体制布局单一，抗干扰本领强，适应于各种情况下进行现场温度的节制，有普遍的利用前景。 目 录
1绪 论 1
1.1研究背景 1
1.2各国的研究状况与发展趋势 1
1.3本课题的研究内容 2
2系统总体方案设计 3
2.1总体方案概述 3
2.2总体方框图 3
2.3系统设计的要求 4
2.4系统各模块选取 4
3电子温度计的硬件设计 6
3.1硬件组成 6
3.2电源模块 7
3.3 AT89C51单片机的组成原理 8
3.3.1组成框图及内部整体布局 8
3.3.2单片机各口及其负载能力、接口要求 9
3.4 复位电路 11
3.5 时钟晶振电路 12
3.6 温度传感器的选择 12
3.7 数字温度传感器DS18B20 13
3.8 无线遥控电路 15
3.9 升降温度系统 15
3.10 显示电路 16
4 系统软件设计 17
4.1程序结构分析 17
4.2系统程序流图 17
4.2.1 DS18B20初始化程序流程图 17
4.2.2 读温度子
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
3.7 数字温度传感器DS18B20 13
3.8 无线遥控电路 15
3.9 升降温度系统 15
3.10 显示电路 16
4 系统软件设计 17
4.1程序结构分析 17
4.2系统程序流图 17
4.2.1 DS18B20初始化程序流程图 17
4.2.2 读温度子程序流程图 18
5 软硬件调试 19
5.1安装步骤 19
5.2电路的调试 19
6 总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附 录 23
1绪 论
1.1研究背景
温度计是各种测温仪器的总称，其经历了迅速的发展，从最开始的玻璃管温度计，到现在各式各样的温度计，按照所用的测温质材的优劣与测温规模的不同，有各种质材的温度计，如玻璃管温度计、水银温度计、温差电偶温度计、酒精温度计、电阻温度计、辐射温度计等，还有各种测温仪器在技术上已经发展成熟，但是只用在了传统的地方，不简洁，快速，温度测量误差较大，尤其在高科技领域。随着电子技术的发展，人们的日常生活日益电子化，多种功能的电子温度计能够让我们的日常的生活、工作更加的方便，温度传感器支持了一线总线的原理。简易式的数字温度计的制造，降低了成本。用DS18B20做为核心，以ATMEL公司生产的AT89C51作为控制器，设计的DS18B20温度控制器布局相对简单、测温准确、拥有一定控制功能，是一款智能温度控制器。
1.2各国的研究状况与发展趋势
目前各国的专家都有针对性的竞相开发了各种各样的新式温度传感器和特别适用的测温技巧，比方采纳光纤、激光与遥感等技术的新式温度计已然适用化。本文设计了一种基于单片机的温度控制系统，来克服传统温度计的不足。
单片机自发明以来，性能就不断进步和完美，它还能满足更多场合的需求，再加上单片机具备了集成度高、功能强、体积小、功耗低、使用方便、价格便宜等长处。在产业的控制上、智能仪器和仪表、数据采集和处置、通信体系方面、各类高档的计算器、家用电器等范畴的应用日益普遍，而且正在取代现在的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视[1]。尤其是而今用CMOS工艺制造的许许多多的单片机，因为功耗低，利用温度范畴较大，抗干扰本领强，而且能满足一些特殊的应用场所，扩大了单片机的应用[2]，并且进一步促进了供应链的发展。而且如今单片机在农业上有了更多的发展，随着人们的生活水平不断提高，单片机发展方面无疑是人们寻求的目标之一，而且它所给人带来的便利也是不可否认的，随着人们对单片机的需求愈来愈高，为了向现在人们的事业、科研、生活供给更多更好更便利的设备就要从数字单片机技能方面开始，更需要向着数字化，智能化控制方向成长。
温度是日常生活、产业、医学、环境保护、化工、煤油等范畴最常用到的一个物理量。测量温度最简单的方法是利用温度计直接读取温度。最常见测量温度的器件是各式各样的温度计，比如：水银玻璃式温度计，酒精温度计，热电偶和热电阻温度计等。它们经常以刻度的方式来显示出温度的大小，人们必需经过读取刻度值的多少来衡量温度。使用单片机与温度传感器相集合的温度计则能够更容易的测量温度，它是电子智能化的，获得的数值不但简单明了，并且能方便准确的观察。该设计所考虑的电子温度计与一般的温度计相比较，拥有读数简单方便，测量范畴广，测温相对准确，它的输出温度是利用数字来显示，主要是温度的控制比较精确，在科研实验室均有利用。该系统是用51单片机作为控制器、DS18B20作为温度传感器、采用4位共阳极LED的数码管来实现显示，该系统简单，测温准确，更容易的得到以上的结果。
1.3本课题的研究内容
电子温度计的设计是以数字式温度传感器来作为检测器件，保持单点式的温度检测。温度值由数码管直接表现，用微机体系来控制数字式温度计，作为控制体系显示温度。
（1）基本范围50℃～110℃，精度误差小于0.1℃；
（2）用4位数码管来显示温度值。
电子温度计的设计的研究方法是使用测温传感器测温的特点和优势，将传感器与单片机结合于一体，设计出一种利用AT89C51单片机的温度计，单片机控制传感器进行温度测量，并将测出的温度在液晶模块上来进行显示，并且可以设立一个上限温度与下限温度，当环境温度高于上限温度或低于下限温度的时候来就会发出声光式报警。预计设计出硬件电路、编写出完全的程序，并利用Proteus软件来对设计成果进行演示验证。
元件的选取，有以单片机为主旨的主控制器、传感器、数码管等。
多次对比各元器件的优缺点，使之达到最佳效果，经过对比、分析，使测温的精度问题得以提高。
使用更加合理的元器件，如支持“一线总线”接口的温度传感器，简化了电子温度计的设计，查阅相关资料，经过仔细比较分析，拟定最佳设计效果，来使电路布局更加简单，又有多功能效应。
2系统总体方案设计
2.1总体方案概述
电子温度计的电路总体设计框图如图2.1所示，该器件的温度效应是由热电阻驱动，用于测量电路。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。温度是非电量模拟信号，数字显示温度就必须将这一非电量信号转换成电量（电压或电流），然后将模拟电信号经A/D转换器转换成数字信号，最后经
1绪 论 1
1.1研究背景 1
1.2各国的研究状况与发展趋势 1
1.3本课题的研究内容 2
2系统总体方案设计 3
2.1总体方案概述 3
2.2总体方框图 3
2.3系统设计的要求 4
2.4系统各模块选取 4
3电子温度计的硬件设计 6
3.1硬件组成 6
3.2电源模块 7
3.3 AT89C51单片机的组成原理 8
3.3.1组成框图及内部整体布局 8
3.3.2单片机各口及其负载能力、接口要求 9
3.4 复位电路 11
3.5 时钟晶振电路 12
3.6 温度传感器的选择 12
3.7 数字温度传感器DS18B20 13
3.8 无线遥控电路 15
3.9 升降温度系统 15
3.10 显示电路 16
4 系统软件设计 17
4.1程序结构分析 17
4.2系统程序流图 17
4.2.1 DS18B20初始化程序流程图 17
4.2.2 读温度子
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
3.7 数字温度传感器DS18B20 13
3.8 无线遥控电路 15
3.9 升降温度系统 15
3.10 显示电路 16
4 系统软件设计 17
4.1程序结构分析 17
4.2系统程序流图 17
4.2.1 DS18B20初始化程序流程图 17
4.2.2 读温度子程序流程图 18
5 软硬件调试 19
5.1安装步骤 19
5.2电路的调试 19
6 总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附 录 23
1绪 论
1.1研究背景
温度计是各种测温仪器的总称，其经历了迅速的发展，从最开始的玻璃管温度计，到现在各式各样的温度计，按照所用的测温质材的优劣与测温规模的不同，有各种质材的温度计，如玻璃管温度计、水银温度计、温差电偶温度计、酒精温度计、电阻温度计、辐射温度计等，还有各种测温仪器在技术上已经发展成熟，但是只用在了传统的地方，不简洁，快速，温度测量误差较大，尤其在高科技领域。随着电子技术的发展，人们的日常生活日益电子化，多种功能的电子温度计能够让我们的日常的生活、工作更加的方便，温度传感器支持了一线总线的原理。简易式的数字温度计的制造，降低了成本。用DS18B20做为核心，以ATMEL公司生产的AT89C51作为控制器，设计的DS18B20温度控制器布局相对简单、测温准确、拥有一定控制功能，是一款智能温度控制器。
1.2各国的研究状况与发展趋势
目前各国的专家都有针对性的竞相开发了各种各样的新式温度传感器和特别适用的测温技巧，比方采纳光纤、激光与遥感等技术的新式温度计已然适用化。本文设计了一种基于单片机的温度控制系统，来克服传统温度计的不足。
单片机自发明以来，性能就不断进步和完美，它还能满足更多场合的需求，再加上单片机具备了集成度高、功能强、体积小、功耗低、使用方便、价格便宜等长处。在产业的控制上、智能仪器和仪表、数据采集和处置、通信体系方面、各类高档的计算器、家用电器等范畴的应用日益普遍，而且正在取代现在的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视[1]。尤其是而今用CMOS工艺制造的许许多多的单片机，因为功耗低，利用温度范畴较大，抗干扰本领强，而且能满足一些特殊的应用场所，扩大了单片机的应用[2]，并且进一步促进了供应链的发展。而且如今单片机在农业上有了更多的发展，随着人们的生活水平不断提高，单片机发展方面无疑是人们寻求的目标之一，而且它所给人带来的便利也是不可否认的，随着人们对单片机的需求愈来愈高，为了向现在人们的事业、科研、生活供给更多更好更便利的设备就要从数字单片机技能方面开始，更需要向着数字化，智能化控制方向成长。
温度是日常生活、产业、医学、环境保护、化工、煤油等范畴最常用到的一个物理量。测量温度最简单的方法是利用温度计直接读取温度。最常见测量温度的器件是各式各样的温度计，比如：水银玻璃式温度计，酒精温度计，热电偶和热电阻温度计等。它们经常以刻度的方式来显示出温度的大小，人们必需经过读取刻度值的多少来衡量温度。使用单片机与温度传感器相集合的温度计则能够更容易的测量温度，它是电子智能化的，获得的数值不但简单明了，并且能方便准确的观察。该设计所考虑的电子温度计与一般的温度计相比较，拥有读数简单方便，测量范畴广，测温相对准确，它的输出温度是利用数字来显示，主要是温度的控制比较精确，在科研实验室均有利用。该系统是用51单片机作为控制器、DS18B20作为温度传感器、采用4位共阳极LED的数码管来实现显示，该系统简单，测温准确，更容易的得到以上的结果。
1.3本课题的研究内容
电子温度计的设计是以数字式温度传感器来作为检测器件，保持单点式的温度检测。温度值由数码管直接表现，用微机体系来控制数字式温度计，作为控制体系显示温度。
（1）基本范围50℃～110℃，精度误差小于0.1℃；
（2）用4位数码管来显示温度值。
电子温度计的设计的研究方法是使用测温传感器测温的特点和优势，将传感器与单片机结合于一体，设计出一种利用AT89C51单片机的温度计，单片机控制传感器进行温度测量，并将测出的温度在液晶模块上来进行显示，并且可以设立一个上限温度与下限温度，当环境温度高于上限温度或低于下限温度的时候来就会发出声光式报警。预计设计出硬件电路、编写出完全的程序，并利用Proteus软件来对设计成果进行演示验证。
元件的选取，有以单片机为主旨的主控制器、传感器、数码管等。
多次对比各元器件的优缺点，使之达到最佳效果，经过对比、分析，使测温的精度问题得以提高。
使用更加合理的元器件，如支持“一线总线”接口的温度传感器，简化了电子温度计的设计，查阅相关资料，经过仔细比较分析，拟定最佳设计效果，来使电路布局更加简单，又有多功能效应。
2系统总体方案设计
2.1总体方案概述
电子温度计的电路总体设计框图如图2.1所示，该器件的温度效应是由热电阻驱动，用于测量电路。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。温度是非电量模拟信号，数字显示温度就必须将这一非电量信号转换成电量（电压或电流），然后将模拟电信号经A/D转换器转换成数字信号，最后经
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