基于51单片机的多路温度采集控制系统
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摘要 (1)
关键词 (1)
Abstract (1)
Key Words (1)
第一章绪论 (1)
1.1选题背景 (1)
1.2温度检测的意义与技术发展 (2)
1.3系统设计的内容与要求 (2)
第二章主控模块的硬件设计 (3)
2.1 控制器的选用—AT89C51 (3)
2.2 AT89C51主要功能特性 (3)
2.3 AT89C51复位电路和晶振电路 (4)
第三章信号输入通道与信号采样模块的硬件设计 (5)
3.1 温度传感器的选用 (5)
3.1.1 数字式温度传感器DS18B20 (5)
3.1.2 DS18B20的内部结构 (6)
3.1.3 DS18B20的测温原理 (6)
3.1.4 AT89C51与DS18B20的接口电路 (7)
第四章显示系统、报警系统及键盘控制的硬件设计 (8)
4.1 显示系统硬件设计 (8)
4.1.1 LED显示器件的工作原理 (8)
4.1.2 LED显示电路设计 (9)
4.2 按键的选用 (10)
4.2.1 按键设计 (10)
4.2.2 键盘和单片机的接口电路 (11)
4.3 报警电路硬件设计 (12)
4.4 系统的电源电路设计 (12)
第五章系统软件设计 (13)
5.1 数字式温度传感器DS18B20程序设计 (13)
5.1.1 温度数据的处理方法 (13)
5.1.2 DS18B20的程序设计 (14)
5.2 LED动态显示程序设计 (16)
5.3 报警系统的程序设计 (17)
结论 (19)
致谢 (19)
参考文献 (20)
程序 (21)
基于51单片机的多路温度采集控制系统
摘要：数字式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。硬件电路比较简单，成本较低，测温范围大，测量精度较高，读数显示直观，使用方便。
关键词：数字；温度；传感器；单片机；控制
Abstract：the digital multi-channel temperature gathering system by the master control regulator, the temperature gathering electric circuit, the temperature display circuit, reports to the police the control circuit and the keyboard entry control circuit is composed .It makes the control and the data processor, intelligent temperature sensor DS18B20 using monolithic integrated circuit AT89C51 makes the temperature detector, the LED numerical code display tube makes the temperature demonstration output unit. The hardware electric circuit quite is simple, the cost is low, the temperature measurement scope is big, and the measuring accuracy is high, reading demonstration is direct-viewing, easy to operate.
Key Words:numeral; temperature; sensor; monolithic integrated circuit; control 第一章绪论
1.1选题背景
测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数，运用科学计算方法，综合各种先进的技术，使生产的每个环节都能够得到有效的控制，不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本，还确保了生产安全。所以，测量控制技术已经被广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、轻工和纺织等行业。
随着温度检测理论和技术的不断更新，温度传感器的种类也越来越多，在微机系统中使用的传感器，必须是能够将非电量转换成电量的传感器。目前常用的传感器有热电偶传感器、热电阻传感器和半导体传感器等，每种传感器根据其自
身特性，都有它自己的应用领域。
1.2温度检测的意义与技术发展
温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成型、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量等一系列问题。因此对温度的检测的意义就越来越重要。
温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中，得到了广泛的应用。在工业生产过程中，很多的时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制，保证生产的自动化、智能化，能够安全顺利的进行，从而提高企业的生产效率。
1.3系统设计任务与要求
本设计要求以单片机为核心完成实时温度采集功能，完成如下任务：完成至少四路温度信号采集。能实时显示各路温度信号值。具有温度上、下限报警功能。可设定系统报警温度上、下限。用美国Dallas公司生产的DS18B20数字温度传感器和89C51单片机构成的多路测温系统，采用单总线的方式（一根数据线和一根地址线），其上可以非常方便的挂接多个从总线获得电能而不需要单独供电的数字温度传感器DS18B20，在单片机的控制下巡回检测多点温度，可设置高、低温度超限报警等功能。系统安装简便、可靠性高，特别适合在工业现场的温度参数监控。采用逐渐逼近式A/D转换器来进行对信号的采集转换，并通过LED来实现温度采集的显示，设计是通过数字式温度传感器来进行温度采集的，温度范围在200~700摄氏度。能够实现巡回显示和指定显示，通过完成本次设计来加深对单片机系统的掌握和了解。系统总体设计框图如图1-1所示。
开始
明确任务，划分功能模块
确定输出
选单片机型号
划分软硬件功能
硬件设计软件设计
仿真调试
安装统调
图1-1 系统总体设计框图
第二章主控模块的硬件设计
2.1 控制器的选用—AT89C51
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。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。
2.2 AT89C51主要功能特性
①兼容MCS-51指令系统；
②32个双向I/O口，两个16位可编程定时/计数器；
③1个串行中断，两个外部中断源；
④可直接驱动LED；
⑤低功耗空闲和掉电模式；
⑥4 kB可反复擦写(>1 000次)FLASI ROM；
⑦全静态操作O～24 MHz；
⑧128×8 b内部RAM。
2.3 AT89C51复位电路和晶振振荡电路
（1）复位电路
单片机上电时，当振荡器正在运行时，只要持续给出RST引脚两个机器周期的高电平，便可完成系统复位。外部复位电路是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的。系统采用上电自动复位，上电瞬间电容器上的电压不能突变，RST上的电压是VCC上的电压与电容器上的电压之差，因而RST上的电压与VCC上的电压相同。随着充电的进行，电容器上的电压不断上升，RST上的电压就随着下降，RST脚上只要保持10ms以上的高电平，系统就会复位。电容C可取10～33 μF,电阻R可取1.2～10KΩ.在系统设计中，C取10μF，R取10KΩ，充电时间常数为100ms。
（2）晶振振荡电路
XTAL1和XTAL2脚分别构成片内振荡器的反相放大器的输入和输出端，外接石英晶体或陶瓷振荡器以及补偿电容C1、C2构成并联谐振电路。当外接石英晶体时，电容C1、C2选30PF+10PF，当外接陶瓷振荡器时电容C1、C2选47PF+10PF。AT89C51系统中晶振可在0～24MHZ选择。外接电容C1、C2的大小会影响振荡器频率的高低、振荡频率的稳定度、起振时间及温度稳定性。在本设计中，晶振和电容应靠近单片机芯片，以便减少寄生电容，保证振荡器稳定可靠工作。AT89C51单片机的电源、复位、晶振振荡电路图如下图2-1所示。
181920
c320pF
11.0592MHz
c2c220pF
A T89C51单片机的电源、复位 、 晶振振荡电路图
AT89C51
VCC C110uF
REST
R110K
RST
图2-1AT89C51复位、晶振电路
第三章 信号输入通道与信号采样模块的硬件设计
3.1温度传感器的选用
3.1.1 数字温度传感器DS18B20
DS18B20是美国DALLAS 公司推出的单总线数字测温芯片。它具有独特的单总线接口方式，仅需使用1个端口就能实现与单片机的双向通讯。采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。它的工作电压使用范围宽(3．0～5．5 V)，可以采用外部供电方式，也可以采用寄生电源方式，即当总线DQ 为高电平时，窃取信号能量给DS18B20供电。它还有负压特性，电源极性接反时，DS18B20不会因接错线而烧毁，但不能正常工作。可以通过编程实现9～12位的温度转换精度设置，设定的分辨率越高，所需要的温度数据转换时间就越长，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
DS18B20采用3脚TO-92封装，形如三极管，同时也有8脚SOIC 封装，还有6脚的TSOC 封装。测温范围为－55～+125℃，在-10～85℃范围内，精度为±0．5℃。每一个DS18B20芯片的ROM 中存放了一个64位ID 号：前8位是产品类型编号，随后48位是该器件的自身序号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码。又因其可以采用寄生电源方式供电。因此，一条总线上可以同时挂接多个DS18B20，实
现多点测温系统。另外用户还可根据实际情况设定非易失性温度报警上下限值TH 和TL。DS18B20检测到温度值经转换为数字量后，自动存入存储器中，并与设定值TH或TL进行比较，当测量温度超出给定范围时，就输出报警信号，并自动识别是高温超限还是低温超限。其管脚排列封装图如下图3-1所示
1 2 3 48
7
6
5
NC
NC
NC
GND
NC
NC
VDD
VQ
DS18B20 8脚SOIC封装图
图3-1DS18B20封装图
3.1.2 DS18B20的内部结构
DS18B20 采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图3-2所示。
I/O
C VDD
64位ROM和
单线接口
温度传感器
低温触发器TL
高温触发器TH
配置寄存器
8位CRC发生器
存储器与控制逻辑
高速缓存
DS18B20内部结构框图
图3-2DS18B20内部结构框图
3.1.3 DS18B20的测温原理
如图3-3所示，图中低温度系数振荡器的震荡频率受温度的影响较小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1；高温度系数振荡器随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。
预置
斜累加器率
计数比较器
预置
温度寄存器
减到0
减法计数器2高温度系数振荡器低温度系数振荡器减法计数器1
减到0停止
DS18B20测温原理图
图3-3DS18B20测温原理图
3.1.4 AT89C51单片机与DS18B20的接口电路
在AT89C51单片机和DS18B20的连接过程中，单片机的任一I/O 接口都可与DS18B20连接，设计中是将DS18B20的数据引线DQ 与单片机的P 1.7相连。DS18B20使用外接电源，R1为上拉电阻。只占用单片机的一个I/O 接口，每个DS18B20都可以设置成数据总线和外部供电两种供电方式，采用总线供电可以减少一根导线，但测量时间较长，而外部供电速度较快。其接口电路图如下图3-4所示。
1918
9
29
3031
1234
567817
16
15141312111021222324252627283239383736353433DS18B20
GND DQ
V CC 1
2
3V CC
R1
C1
A T89C51
P1.7
A T89C51与DS18B20连接的电路原理图
图3-4AT89C51与DS18B20连接图
DS18B20的初始化是由单片机控制的，主机发出一个复位脉冲接着释放总线并进入接收状态，DS18B20会在检测到的上升沿等待15‐60μs ，然后发送一个低电平的脉冲响应主机，接下来初始化完成。接下来再对DS18B20进行写时序和读时序操作即完成对DS18B20的设置。
第四章 显示系统、报警系统及键盘控制的硬件设计
4.1显示系统硬件的设计
4.1.1 LED 显示器件的工作原理
七段LED 显示器是由7个LED 按一定的图形排列组成，各个二极管分别称为a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 段，有些七段显示器增加一个dp 段表示小数点，也称为八段LED 显示器。
七段LED 显示器有两种结构：共阴极七段LED 显示器和共阳极七段LED 显示器。所有二极管的阴极接在一起的称为共阴极七段LED 显示器；所有二极管的阳极接在一起的称为共阳极LED 显示器。共阳极七段LED 显示器工作时，二极管的
公共阳极接向电平“1”，各段的阴极接与共阳七段码相对应的电平。共阴极七段LED显示器工作时，其公共极接到低电平，其他的阳极接与共阴极七段码相对应电平。电阻的作用是限制流过LED中的电流以保证在发光时，二极管不因电流过大而被烧坏。
将数码管的引脚和单片机的数据输出口相连，控制输出的数据可以使数码管显示不同的数字和字符，通常称控制发光二极管的8位字节数据为段选码。七段LED段选码如表4-1所示。可以看出，共阳极和共阴极的段选码互为补数。
表4-1
显示字符共阴极
段选码
共阴极
段选码
显示
字符
共阴极
段选码
共阴极
段选码
0 3FH C0H C 3EH C6H
1 06H F9H D 5EH AH
2 5BH A4H E 79H 86H
3 4FH B0H F 71H 8EH
5 6DH 92H U 3EH C1H
6 7DH 82H R 31H CEH
7 07H F8H Y 6EH 91H
8 7FH 80H 8. FFH 00H
9 6FH 90H “灭”00H FFH
A 77H 88H / / /
B 7CH 83H
4.1.2 LED显示电路设计
LED的显示分静态方式和动态方式。在静态方式下，N块显示器件都处于选通状态：每一块显示器件的段选线和一个8位的并行口相连，只要控制显示位的段选码，就可以显示出相应的字符。由于显示器件由不同的I/O口控制，所以静态显示方式中的每一位都可以独立显示，在同一时刻每一位显示的字符可以各个不相同。
LED动态显示就是将所有显示位的段选线并联在一起，有一个8位I/O口控制，而位选线则有其他的I/O口控制，通过程序控制，不断循环输出相应的段选码和位选码。由于人的视觉效应，就可以获得视觉稳定的显示状态。其串行动态LED 扫描电路如下图4-1所示。
T1T2T3T4
LED1LED2LED3LED4
+5V
+5V
Q0
Q7
A
B
TX
RX
CLK
VCC
HR
74LS164
74LS138
30P
+5V
22u
RST
GND
1K
VCC
P3.2
P3.3
Y3
A
B
CRY
30P
AT89C51
R1R2R3R4
R5
R6
R7
R8
R
R
图4-1
本设计采用AT89C51单片机，同时用廉价易得的74LS164和74LS138作为扩展芯片。74LS164是一个8位串入的移位寄存器，其此处的功能是将串行通信口输出的串行数据译码并在其并口线上输出，从而驱动LED数码管。74LS138是一个3-8译码器，它将单片机输出的地址信号译码后动态驱动相应的LED。但74LS138电流驱动能力小，为此，使用了末级驱动二极管2SA1015作为地址驱动。
4.2 按键的选用
4.2.1按键设计
键盘按结构的不同可分为独立式键盘和行列式键盘两类，每类按译码方式的不同，又分为编码式和非编码式两种。单片机中一般使用的都是用软件来识别和产生键代码的非编码键盘。行列式键盘的编码方式由静态和动态两种。静态接口主要由一个行编码器和一个列编码器构成。动态接口可采用计数器、译码器和数据选择器构成。这两种键盘由硬件完成键的编码任务。
本设计采用独立式按键方式，主要通过4个键：S1、S2、S3、S4来实现指定显示某一电路，当S1断开时，为巡回检测电路，当S0闭合时，指定显示电路的通道数与S2、S3、S4的关系见下表4-2所示。
表4-2 表中键对应的通道数“1”表示键闭合“0”表示键断开
S4 S3 S2 S1对应通道数
0 0 0 F0
0 0 1 F1
0 1 0 F2
0 1 1 F3
1 0 0 F4
1 0 1 F5
1 1 0 F6
1 1 1 F7
各键功能如下表4-3所示。
表4-3 各键功能
通道键名功能
F0 巡回检测
F1 第一路温度按键按下，LED数码管显示第一路温度
F2 第二路温度按键按下，LED数码管显示第二路温度
F3 第三路温度按键按下，LED数码管显示第三路温度
F4 第四路温度按键按下，LED数码管显示第四路温度
F5 第五路温度按键按下，LED数码管显示第五路温度
F6 第六路温度按键按下，LED数码管显示第六路温度
F7 第七路温度按键按下，LED数码管显示第七路温度
4.2.2键盘和单片机的接口电路
AT89C51单片机工作在串行口方式0下（移位寄存器方式），P3.0（RXD）为数据输出端，P3.1（TXD）为移位脉冲输出端，P1.4为74LS164允许输出控制端。串行口发送缓冲区的数据在移位脉冲的作用下，一位一位地从P3.0口移入到
74LS164中，并在控制信号的控制作用下，通过LED数码显示管显示。其连接电路如下图4-3所示。
V CC
R2
R3 R4 R5
S1
S2
S3
S4 P13P14P15P16
10K
10K
10K
10K
图4-3
4.3 报警电路设计
报警控制电路采用压电式蜂鸣器作发声体，用三极管对蜂鸣器发声进行控制。
压电蜂鸣器的工作原理：压电蜂鸣器以压电陶瓷制作而成。压电陶瓷是一类有将压力与电流相互转换能力的特殊陶瓷。当压电陶瓷在一定方向上受到一个压力使其晶体结构发生形变时，它就会在内部产生一个电流，电流的变化与压力的变化密切相关。反之，当在压电陶瓷上加上一定频率的电压，就会在内部产生一定频率的电流，从而就会引起压电陶瓷微小形变，这一形变带动空气发生振动。如果频率适当，就产生蜂鸣声，可以被人耳听见。
报警控制电路工作过程：报警控制信号由单片机AT89C51的P3.7端输出，通过一个限流电阻加到三极管C945的基极。当P3.7端的输出信号发生变化时，则三极管C945将交替的工作于截止、饱和状态，形成高低电平的波，从而使压电蜂鸣器发出声音。
报警控制电路结构：报警控制电路由单片机AT89C51的P3.7端作输出，通过一个限流电阻与三极管C945的基极相连接。三极管C945集电极连接压电蜂鸣器（BUZZER）的一端。压电蜂鸣器的另一端连接电源。报警控制电路如图4-4所示。
图4-4 报警控制电路图
4.4系统的电源电路设计
由于该系统需要稳定的5V电源，因此设计时必须采用能满足电压、电流和稳定性要求的电源。该电源采用三端集成稳压器LM7805。它仅有输入端、输出端及
公共端3个引脚，其内部设有过流保护、过热保护及调整管安全保护电路，由于所需外接元件少，使用方便、可靠，因此可作为稳压电源。电源电路图如下图4-5所示。
7805IN
OUT
R 680
C2C1
C3
1
2
CON2
GND
2
1
+5V
VCC
1uF/16V
10uF/16V
470uF/25V
图4-5
第五章 系统的软件设计
5.1数字式温度传感器DS18B20程序设计
5.1.1温度数据的处理方法
从DS18B20读取的二进制值必须先转换成十进制值，才能用于字符的显示。DS18B20的转换精度为9~12位可选，为了提高精度采用12位。在采用12位转换精度时，温度寄存器里的值是以0.0625为步进的，即温度值为温度寄存器里的二进制值乘以0.0625，就是实际的十进制温度值。温度与表示值对应关系如下表5-1所示。
5-1 DS18B20温度与表示值对应表
温度/℃
二进制表示
十六进制表示
+125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H +25.0625 0000 0001 1001 0001 0191H +10.125 0000 0000 1010 0010 00A2H +0.5 0000 0000 0000 1000 0008H 0 0000 0000 0000 0000 0000H -0.5 1111 1111 1111 1000 FFF8H -10.125 1111 1111 0101 1110 FF5EH -25.0625 1111 1110 0110 1111 FE6FH -55 1111 1100 1001 0000 FC90H
通过观察表可以发现，一个十进制值与二进制值间有很明显的关系，就是把二进制的高字节的低半字节和低字节的高半字节组成一字节，这个字节的二进制值化为十进制后，就是温度值的百、十、个位值，而剩下的低字节的低半字节化成十进制后，就是温度值的小数部分。因为小数部分是半字节，所以二进制值的范围是0~F，转换成十进制小数值就是0.0625的倍数。这样需要4位的数码管来显示小数部分。实际应用不必有这么高的精度，采用1位数码管来显示小数，可以精确到0.1℃。
下表5-2就是二进制与十进制的近似对应关系表。
5-2 二进制与十进制的近似对应关系表
小数部分二进制值0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 十进制值0 0 1 1 2 3 3 4 5 5 6 6 7 8 8 9
5.1.2 DB18B20的程序设计
该程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序和显示数据刷新子程序等。
主程序的功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量温度值。温度测量每1s进行一次。主程序流程图如图5-3所示。
读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节。在读出时须进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。读出温度子程序流程图如图5-3所示。
初始化
调用显示子程序
1s到？
初次上电？
读出温度值温度计算处理显示数据刷新
发温度转换开始命令发DS18B20复位命令
发跳过ROM命令
发读取温度命令
读取操作，CRC校验
9字节完？N
Y
N
Y
CRC校验
正确？
移入温度暂存器
结束
主程序流程图
读出温度子程序流程图
图5-3
温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令。当采用12位分辨率时，转换时间约为750ms。在本设计中，采用1s显示程序延时法等待转换的完成。温度转换命令子程序流程图如图5-4所示。
计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定。计算温度子程序流程图如图5-4所示。
显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高数据显示位为0时，将符号显示位移入下一位。显示数据刷新子程序流程图如
图5-4所示。
发DS18B20复位命令
发跳过ROM 命令
发温度转换开始命令
结束
温度转换命令子程序流程图
温度数据移入显示寄存器
十位数0？
百位数0？
十位数显示符号百位数不显示百位数显示数据（不显示符号）
结束
显示数据刷新子程序流程图
开始
温度零下？
温度值取补码置"-”标志
置"+"标志计算小数位温度BCD 值
计算整数位温度BCD 值
结束
计算温度子程序流程图
N
Y
N
Y
N
Y
图5-4
5.2 LED 动态显示程序设计
动态显示程序如下图5-5所示。
开始
设置显示数据区首地址
设置位选字
输出位选字
读显示数据
查段选码
筛出段选码
延时10ms
否
显示完4位数据否？
是
返回
图5-5
5.3报警系统的程序设计
报警程序主要有以下几个步骤组成：（1）采样被测参数（2）比较采样值和给定的上下限（3）根据比较结果执行相应的处理程序。报警处理程序，只有采样值连续3次异常时，系统才报警处理。报警程序的设计思想是预设允许的连续异常的次数N，将采样值和预先设定的报警值进行比较，如果发现采样值超过报警值，则判断上一次采样值是否正常。如果正常，则重置允许的连续不正常的次数N，并
设置本次采样不正常标志，然后继续采样。如果上一次采样值不正常，则判断是否连续N 次采样异常，不是则设置本次采样不正常标志，以及计算机允许的连续异常次数，然后继续采样，否则发出执行报警处理程序。设上限报警值存放在Amax 单元，下限报警值存放在Amin 单元，采样值存放在SAMP 单元，允许的连续异常次数存放在NUM 单元，FLAG 为上次采样异常标志位，FLAG=0，上次采样正常；FLAG=1，上次采样异常。报警程序流程图如下图5-6所示：
结束
设置采样异常标志
报警处理
设置采样正常标志
允许连续采样异常次数-1
允许连续采样
异常次数-0
上次采样正常否
重置允许连续异常次数
开始
取报警上限
采样值超上限否？
是
取报警下限
采样值超下限否？
是
是
是
图5-6
基于51单片机的温度警报器的设计
西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书
目录 摘要 (3) 1 引言 (3) 1.1课题背景 (3) 1.2研究内容和意义 (5) 2 芯片介绍 (5) 2.1 DS18B20概述 (5) 2.1.1 DS18B20封装形式及引脚功能 (6) 2.1.2 DS18B20内部结构 (6) 2.1.3 DS18B20供电方式 (9) 2.1.4 DS18B20的测温原理 (10) 2.1.5 DS18B20的ROM命令 (11) 2.2 AT89C52概述 (13) 2.2.1单片机AT89C52介绍 (13) 2.2.2功能特性概述 (13) 3 系统硬件设计 (13) 3.1 单片机最小系统的设计 (13) 3.2 温度采集电路的设计 (14) 3.3 LED显示报警电路的设计 (15) 4 系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4.1 流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4.2 温度报警器程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 4.3 总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 5总结 (20)
摘要 随着时代的进步和发展，温度的测试已经影响到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为了一种非常重要的事情，因此设计一个温度测试的系统势在必行。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的数字温度报警器系统。详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现温度的采集和报警，并可以根据需要任意上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当做温度处理模块潜入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度报警系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机；温度检测；AT89C52;DS18B20; 1 引言 1.1课题背景 温度是工业对象中主要的被控参数之一，如冶金、机械、食品、化工各类工业生产中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的温度处理要求严格控制。随着科学技术的发展，要求温度测量的范围向深度和广度发展，以满足工业生产和科学技术的要求。 基于AT89C51单片机提高了系统的可移植性、扩展性，利于现代测控、自动化、电气技术等专业实训要求。以单片机为核心设计的温度报警器，具有安全可靠、操作简单方便、智能控制等优点。 温度对于工业生产如此重要，由此推进了温度传感器的发展。温度传感器主要经过了三个发展阶段[1]： （1）模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、
接口实验报告-基于51单片机的脉搏温度测试系统-
摘要 接口实验报告 题目：脉搏波体温自动采集系统院（系）：电子工程与自动化学院 专业：仪器仪表工程 学生姓名： 学号： 指导老师：李智 职称：教授 20 年8月28日 I
摘要 本文介绍了一种基于51单片机的心率体温采集系统。首先介绍了51系列单片机的内部相关配置、工作原理以及编程方法，其次介绍了温度传感器PT100的相关测温方法以及通过红外光电传感器TCRT5000对射的方法来抓取人体脉搏信号。此次设计的电路部分主要包括：传感测量电路、放大电路、滤波整形电路、AD转换电路、控制电路、电源供电电路等。上位机为通过VC编程界面。通过上位机按键控制，将PT100及TCRT5000输入的微弱信号进行放大整形，最后AD采集转换传送给单片机，在上位机界面上显示相关体温及心率信息。 本次硬件设计基于比较稳定可行、低成本的设计思想，软件设计采用模块化的设计方法，并且详细分析了红外传感器TCRT5000应用于心率测量上以及PT100应用于温度测量上的原理及优点，阐述了其他各配合电路的组成与工作特点，并且通过仿真进行电路的可行性验证，最后完成实物电路的设计，使得本次课题的预期结果得以实现。 关键词：51单片机；传感器；仿真；AD转换
Abstract Abstract This paper introduced a heart rate and body temperature acquisition system that based on 51 single chip microcomputer. First the internal configurations of 51 single chip microcomputer are introduced. And the paper also tell how 51 single chip microcomputer works and how can we program on it. Then the method of using temperature sensor PT100 to get body temperature is introduced, and we use infrared photoelectric sensor TCRT5000 to get the pulse signal of human body.The design of the circuit mainly comprises sensing circuit, amplifying circuit, filtering and shaping circuit, AD converting circuit, counting and displaying circuit, controlling circuit, power supplying circuit and so on. When the keyboard is pressed, the system starts to get signal. The small signal from PT100 and TCRT5000 will be amplified and shaped. Then ad converter will change the analog signal into digital signal and send to 51 single chip microcomputer. At last LCD1602 will display the information of body temperature and heart rate. Keywords: Piezoelectric sensors；control circuit；counters；Multisim2001 simulation software control circuit. III
基于AT89C51单片机的温度传感器
基于AT89C51单片机的温度传感器 目录 摘要.............................................................. I ABSTRACT........................................................... I I 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2本课题研究意义 (2) 1.3本课题的任务 (2) 1.4系统整体目标 (2) 第二章方案论证比较与选择 (3) 2.1引言 (3) 2.2方案设计 (3) 2.2.1 设计方案一 (3) 2.2.2 设计方案二 (3) 2.2.3 设计方案三 (3) 2.3方案的比较与选择 (4) 2.4方案的阐述与论证 (4) 第三章硬件设计 (6) 3.1 温度传感器 (6) 3.1.1 温度传感器选用细则 (6) 3.1.2 温度传感器DS18B20 (7) 3.2.单片机系统设计 (13)
3.3显示电路设计.................................错误！未定义书签。 3.4键盘电路设计................................错误！未定义书签。 3.5报警电路设计.................................错误！未定义书签。 3.6通信模块设计.................................错误！未定义书签。 3.6.1 RS-232接口简介..............................错误！未定义书签。 3.6.2 MAX232芯片简介.............................错误！未定义书签。 3.6.3 PC机与单片机的串行通信接口电路.............错误！未定义书签。 第四章软件设计..................................错误！未定义书签。 4.1 软件开发工具的选择..........................错误！未定义书签。 4.2系统软件设计的一般原则.......................错误！未定义书签。 4..3系统软件设计的一般步骤......................错误！未定义书签。 4.4软件实现....................................错误！未定义书签。 4.4.1系统主程序流程图.........................错误！未定义书签。 4.4.2 传感器程序设计...........................错误！未定义书签。 4.4.3 显示程序设计.............................错误！未定义书签。 4.4.4 键盘程序设计.............................错误！未定义书签。 4.4.5 报警程序设计.............................错误！未定义书签。 4.4.6 通信模块程序设计.........................错误！未定义书签。 第五章调试与小结..................................错误！未定义书签。致谢...............................................错误！未定义书签。参考文献...........................................错误！未定义书签。附录...............................................错误！未定义书签。系统电路图.......................................错误！未定义书签。系统程序.........................................错误！未定义书签。
基于51单片机的数字温度计的设计报告(王强)
西安文理学院物理与机械电子工程学院 课程设计报告 专业班级 2011级测控技术与仪器一班 课程单片机课程设计 题目基于51单片机的数字温度计的设计 学号 0703110135 学生姓名王强 指导教师陈琦 2014年 5月
西安文理学院物理与机械电子工程学院 课程设计任务书 学生姓名王强专业班级11级测控一班学号0703110135 指导教师陈琦职称讲师教研室 B0406 课程单片机课程设计 题目基于51单片机的数字温度计的设计 任务与要求 1、学会使用51单片机，并对其内部结构进行深入的了解。 2、了解DS18B20的原理以及使用方式。 3、对于共阳极、共阴极数码管有个清楚的认识和掌握。 4、测得的结果范围在-55~125度，精度为0.5。 开始日期 2014年5月12日完成日期 2014年5月25日 2014年5月28日
基于51单片机的数字温度计的设计 摘要 本设计主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机；数字温度传感器；最简温度检测系统;
基于51单片机的温度控制系统
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王*
毕业论文设计 基于51单片机的温度控制系统
摘要 在日常生活中温度在我们身边无时不在，温度的控制和应用在各个领域都有重要的作用。很多行业中都有大量的用电加热设备，和温度控制设备，如用于报警的温度自动报警系统，热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，这些都采用单片机技术，利用单片机语言程序对它们进行控制。而单片机技术具有控制和操作使用方便、结构简单便于修改和维护、灵活性大且具有一定的智能性等特 点，可以精确的控 制技术标准，提高了温控指标，也大大的提高了产品的质量和性能。 由于单片机技术的优点突出，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本文介绍了基于单片机AT89C51 的温度控制系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器DS18B20 采集温度数据，7段数码管显示温度数据，按键设置温度上下限，当温度低于设定的下限时，点亮绿色发光二极管，当温度高于设定的上限时，点亮红色发光二极管。给出了系统总体框架、程序流程图和Protel 原理图，并在硬件平台上实现了所设计功能。 关键词：单片机温度控制系统温度传感器
Abstract In daily life, the temperature in our side the ever-present, the control of the temperature and the application in various fields all have important role. Many industry there are a large number of electric heating equipment, and the temperature control equipment, such as used for alarm automatic temperature alarm systems, heat treatment furnace, used to melt metal crucible resistance furnace, and all kinds of different USES of temperature box and so on, these using single chip microcomputer, using single chip computer language program to control them. And single-chip microcomputer technology has control and convenient in operation, easy to modify and maintenance of simple structure, flexibility is large and has some of the intelligence and other characteristics, we can accurately control technology standard to improve the temperature control index, also greatly improve the quality of the products and performance. Because of the advantages of the single chip microcomputer intelligent temperature control technology outstanding, is being widely adopted. This paper introduces the temperature control based on single chip microcomputer AT89C51 design scheme of the system and the hardware and software implementation. The temperature sensor DS18B20 collection temperature data, 7 period of digital pipe display, the upper and lower limits of temperature button when temperature below the setting of the lower limit, light green leds, when the temperature is higher than the set on the limit, light red leds. Given the system framework and program flow chart and principle chart, and in Protel hardware platform to realize the function of the design. Keywords：SCM Temperature control system Temperature sensors
基于51单片机设计的带有测温功能的电子时钟汇总
、 职业技能训练之 电子技术课程设计报告 学院电子与信息学院 设计题目基于51单片机设计的带有测温功能的电子时钟班级XXX 姓名XXX 学号XXX 指导教师XXX 时间2012年06月25日
目录 一、设计要求 二、课程设计的方案、目的及意义 三、硬件设计方案 四、软件设计方案 五、总结 六、参考资料
一、设计要求 用51单片机设计带温度显示的电子时钟，具体要求如下： 1、利用DS1302时钟芯片实现时钟功能模块。 2、时钟要求可以调节时间：年、月、日、时、分、秒。 3、利用LCD1602显示。 4、利用DS18B20芯片实现温度功能模块。 5、利用按键完成各项功能。 二、课程设计方案、目的及意义 1、总体方案： 用STC89C51单片机作为CPU主控制器，DS1302时钟芯片提供准确时钟信号，DS18B20温度传感器采集温度信息，三个按键进行加减调整、功能切换作用，通过LCD1602对外多功能显示。 2、具体方案： CPU控制所有模块，通过循环反复从DS1302中读取时钟信息，传送至LCD1602显示，得到基本时钟功能。当分为59，秒为56时开始，每隔一秒LED 灯点亮240毫秒，0分0秒时LED灯点亮700毫秒。从而实现整点光报时。 定时循环从DS18B20中读取温度信息，传送至LCD1602显示，得到基本温度计功能。当温度高于30度（包括30度）时，点亮红色LED灯，提醒当天为高温天气。低于0度时，点亮蓝色LED灯，提醒当天为冰冻天气。 键盘使用扫面方式，MENU键控制功能切换，完成时钟和温度间的转换。OK键控制时间调整与确定，UP、DOWN键调节时间，R、L 键选择调整对象。进入调整时，暂停DS1302数据读取，并将改变的时间数据写入DS1302，并送LCD1602显示，同时，启动LCD1602光标闪烁，确定调整对象，完成人机对话。退出调整时，停止写入数据，重新读取DS1302时钟信息。从而完善时钟功能。 3、目的及意义 可作为产品生产，作为居家的时钟显示与温度计。
51单片机测温程序
#include
{ while(--i); } /****************************************** 此延时函数针对的是12Mhz的晶振 delay(0):延时518us 误差:518-2*256=6 delay(1):延时7us （原帖写"5us"是错的）delay(10):延时25us 误差:25-20=5 delay(20):延时45us 误差:45-40=5 delay(100):延时205us 误差:205-200=5 delay(200):延时405us 误差:405-400=5*/ voidshuma(uchar temp) { shi=temp/100; ge=temp%100/10; xiaoshu=temp%10; dula=1; P0=list[shi]; dula=0; P0=0xff; wela=1; P0=0xfe;
(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计
基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
基于51单片机的DS18B20数字温度计的实训报告
电子信息职业技术学院 暨国家示性软件职业技术学院 单片机实训 题目：用MCS-51单片机和 18B20实现数字温度计 姓名： 系别：网络系 专业：计算机控制技术 班级：计控 指导教师： * 伟 时间安排：2013年1月7日至 2013年1月11日
摘要 随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。 在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中占有相当大的比例。温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。 我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度围为-55~125 oC,最高分辨率可达0.0625 oC。DS18B20可以直接读出北侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。 本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。 关键词：单片机，数字控制，温度计， DS18B20，AT89S51
基于51单片机的家用温湿度语音播报系统设计
毕业设计（论文） 题目：基于51单片机的家用温湿度语音播报系统设计 姓名 学院名 专业 指导教师 2014年月日
诚信承诺 本人__________声明，本论文及其研究工作是由本人在导师指导下独立完成，论文所利用的一切资料均符合论文著作要求，且在参考文献中列出。 签名：日期：
摘要 本系统是一个基于单片机AT89C51的语音播报系统的设计，用来测量环境温湿度，整个设计系统分为5部分：单片机控制、DHT11温湿度传感器、液晶显示、语音播报以及键盘控制电路，整个设计是以AT89C51为核心，选用DHT11温湿度传感器，LED12864液晶显示器实现。当测量温湿度超过设定的温度上下限时，启动蜂鸣器和指示灯报警。语音录放选用的集成块是ISD1420 芯片，其保真度高，录音效果好，而且经济实惠。LCD采用的是LCD12864，它具有功耗低、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，应用越来越广泛。整个设计的重点在于编程，因为其外围电路相对比较简单，实现容易。在本论文中附带了软件实现的流程图以及部分子程序以及各种硬件电路图。 关键词：液晶显示；语音播报； ISD1420
ABSTRACT This system is a design of the speech thermometer according to the microprocessor AT89C51,which is used to measure the environment temperature, The whole design system is divided into 5 parts: A microprocessor control, temperature sensor，the LCD display, the speech report and the keyboard control circuit, at the same time ，The whole design take AT89C51 as the core, choose to single bus digital temperature sensor DS18B20, DS1302 serial clock chip, RT1602 LCD monitor realization, LCD display the current date, time, weeks and temperature. When measuring temperature over set temperature fluctuation limit, start with light alarm buzzer. Temperature display stability, and temperature measurement error acuities 1℃, plus or minus temperature the decimal part retained two significant digits. Increased Celsius temperature conversion contrast with Fahrenheit and sets up a display function beep voice automatically broadcast time temperature, manual real-time broadcast time temperature function. The speech recoding &； p layback I choose to use is the IC of ISD1420, it has high fidelity, good record effective, and economic. The LCD I choose is TC1602A, its power consume is low, it has many advantages , for example, the volume is small, the contents is abundant, super thin and agile etc, and its application is becoming more and more extensive. The whole design lies in the program, because its outer circuit is much more simple, and it can carry out more easily. In my thesis, there are flow chart and parts subprogram and various hardware circuit diagrams. Key Words: DS18B20;LCD;speech function;sounding and light alarm.
基于AT89C51单片机的测温系统
引言 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感器DS18B20的数据采集过程，并介绍了利用C语言编程对DS18B20的访问，该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点。DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量。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、测温精确、功能多样话等优点。其主要用于对测温要求准确度比较高的场所，或科研实验室使用，该设计使用STC89C52单片机作控制器，数字温度传感器DS18B20测量温度，单片机接受传感器输出，经处理用LED数码管实现温度值显示。 .
一、设计要求 通过基于MCS-51系列单片机AT89C51和DS18B20温度传感器检测温度，熟悉芯片的使用，温度传感器的功能，数码显示管的使用，C语言的设计；并且把我们这一年所学的数字和模拟电子技术、检测技术、单片机应用等知识，通过理论联系实际，从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的选定等这一完整的实验过程，培养了学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用，为毕业设计和以后工作打下一个良好的基础。 以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个数字温度计，采用数字温度传感器DS18B20为检测器件，进行单点温度检测，检测精度为0.5摄氏度。温度显示采用3位LED数码管显示，两位整数，一位小数。具有键盘输入上下限功能，超过上下限温度时，进行声音报警。 二、基本原理 原理简述：数字温度传感器DS1820把温度信息转换为数字格式；通过“1－线协议”，单片机获取指定传感器的数字温度信息，并显示到显示设备上。通过键盘，单片机可根据程序指令实现更灵活的功能，如单点检测、轮转检测、越数字温度传感器的温度检测及显示的系统原理图如图DS1820限检测等。基于 图 2.1 基于DS1820的温度检测系统框图 三：主要器件介绍（时序图及各命令序列，温度如何计算等） 系统总体设计框图 由于DS18B20数字温度传感器具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠，所以在该设计中采用DS18B20数字温度传感器测量温度。 测温电路设计总体设计框图如图所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，显示采用4位LED数码管，报警采用蜂鸣器、LED灯实现，键盘用来设定报警上下限温度。 .. . 测温电路设计总体设计框图图3.11.控制模块 AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含有8kb的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公
基于51单片机的温度控制系统的设计
基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。
3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路
基于单片机控制的数字温度计毕业设计
单片机课程设计报告 数字温度计
1 设计要求 ■基本范围-50℃-110℃ ■精度误差小于0.5℃ ■LED数码直读显示 2 扩展功能 ■实现语音报数 ■可以任意设定温度的上下限报警功能
数字温度计 摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。 关键词：单片机，数字控制，温度计，DS18B20，A T89S51 1 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A T89S51，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。 2 总体设计方案 2.1数字温度计设计方案论证 2.1.1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。 2.1.2 方案二 进而考虑到用温度传感器，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。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.2方案二的总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 图1总体设计方框图 2.2.1 主控制器
基于51单片机自行车测速系统设计
摘要 随着居民生活水平的不断提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对健身的要求。自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。而对于自行车运动员来说，最为关心的莫过于一段时间内的训练效果。因为教练要根据一段时间内运动员的训练效果进行评估，从而进行适当的调整已使运动员达到最佳的状态。因此爱好自行车运动的人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运动情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳运动的效果。 关键词：单片机、LED显示、里程/速度、霍尔元件
第一章系统总方案分析与设计 1.1 课题主要任务及内容 本课题主要任务是利用霍尔元件、单片机等部件设计一个可用LED数码管实时显示里程和速度的自行车的速度里程表。本文主要介绍了自行车的速度里程表的设计思想、电路原理、方案论证以及元件的选择等内容，整体上分为硬件部分设计和软件部分设计。 本文首先扼要对该课题的任务进行方案论证，包括硬件方案和软件方案的设计；继而具体介绍了自行车的速度里程表的硬件设计，包括传感器的选择、单片机的选择、显示电路的设计；然后阐述了该自行车的速度里程表的软件设计，包括数据处理子程序的设计、显示子程序的设计；最后对本次设计进行了系统的总结。 具体的硬件电路包括AT89C52单片机、霍尔元件以及LED显示电路等。 软件设计包括：中断子程序设计，里程计算子程序设计，显示子程序设计。软件采用汇编语言编写，软件设计的思想主要是自顶向下，模块化设计，各个子模块逐一设计。 1.2 任务分析与实现 本设计的任务是：以通用AT89C52单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过AT89C52的定时/计数器测出总的脉冲数和每转一圈的时间，再经过单片机的计算得出，其结果通过LED显示器显示出来。 本系统总体思路如下：假定轮圈的周长为L，在轮圈上安装m个永久磁铁，则测得的里程值最大误差为L/m。经综合分析，本设计中取m=1。当轮子每转一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号，并从引脚P3.2中断0端输入，传感器每获取一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断。每次中断代表车轮转动一圈，中断数n和周长L的乘积为里程值。计数器T1计算每转一圈所用的时间t，就可以计算出即时速度v。当里程键按下时，里程指示灯亮，LED切换显示当前里程;当速度键按下时，速度指示灯亮，LED切换显示当前速度。 要求达到的各项指标及实现方法如下： 1. 利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号。 2. 对脉冲信号进行计数。 实现：利用单片机自带的计数器T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数。 3. 对数据进行处理，要求用LED显示里程总数和即时速度。 实现：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值。 最终实现目标：自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度。
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