温度测控单片机课程设计报告

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1、单片机课程设计报告学院：电气与电子工程学院班级：电0904-1班姓名：廉植淞学号：20082335指导老师：石颜辉18摘要随着电子技术的不断发展，单片机技术在设计中所体现出来的优势越来越明显，它不仅是电子信息类专业的一个重要部分，而且在其他类专业工程中也是不可缺少的。广泛的应用于家电、工程过程控制、仪器仪表、智能武器、航空和空间飞行器等领域发展更是迅速，已成为新一代一些电子设备不可缺少的核心部件。本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的温度测量系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，对数字温度传感器DS18B20的

2、数据采集过程和ULN2003A对步进电机的驱动过程做了详细介绍。该系统可以方便的实现实时温度采集和显示，驱动步进电机转动，并可根据需要任意设定上下限报警温度。本文还设计实现了主从机之间的串行通信，主机可以对从机进行实时监控，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：AT89C51DS18B20温度传感器步进电机串行通信18目录1、课程设计要求32、方案论证33、硬件系统设计及原理图43.1单片机主控电路43.2显示电路53.3温度传感器53.4温度上下限调整按键63.5步进电机63.5.1步进电机驱动电路63.6双

3、机通信74、软件流程图74.1主程序主要函数介绍84.1.1主函数voidmain()84.1.2读出温度函数read_temp()94.1.3温度数据处理函数work_temp(uinttem)，94.1.4按键查询函数voidkeyscan()104.1.5步进电机函数voidstepper()................................................................114.2通信上位机主要函数介绍114.2.1扫描显示函数voiddelay(uintt)114.2.2按键查询函数void

4、keyscan()124.3通信下位机主要函数124.3.1接收函数voidreceive()125、实验仿真205.1从机205.2主机215.3双机通信216.总结221818一、课程设计要求(1)通过按键设置温度上、下限(2)读入A/D转换数据：若数据<下限，则显示温度并显示L、报警并使步进电机正转；若数据>上限，则显示温度并显示H、报警并使步进电机反转；若下限<数据<上限，则显示C(3)本机地址为06H，当接到上位机发的06H时，则回发06H当接到上位机发的AAH时，则将当前温度发给上位机当接到上位机发的55H时，则小灯亮，提示修改上、下

5、限二、方案论证由于本设计是于AT80C51单片机的温度测量系统，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，在显示电路上将被测温度显示出来。但是这种设计需要用到A/D转换电路，还要涉及到电阻与温度的对应值的计算，比较麻烦。所以采用DS18B2018温度传感器，这样可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都容易实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。步进电机模块，由于步进电机的额定工作电流过大，单片机无法独立驱动其工作，因

6、而在接口电路与步进电机之间加入ULN2003A驱动芯片，利用驱动芯片的电流放大作用，使步进电机可靠的运转。总体设计方框图如图2.1所示。传感器温度单片机步进电机显示报警控制按键图2.1总体设计方框图三、硬件系统设计及原理图3.1单片机主控电路本设计中采用美国Atmel公司的8位单片机AT80C51作为单片机控制模块的核心部件，该型单片机在本设计中的应用如下：晶振采用12MHZ，复位电路采用上电加按钮复位。18图3.1晶振电路、复位电路3.2显示电路显示电路采用4位共阴极LED数码管，P0口由上拉电阻提高驱动能力，作为段码输出并作为数码管的驱动。P

7、2口的低四位作为数码管的位选端。采用动态扫描的方式显示。图3.2数码管显示电路3.3温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-1218位的数字值读数方式。图3.3温度传感器与单片机的连接3.4温度上下限调整按键本系统设计三个按键，采用查询方式，一个用于选择切换设置温度上下限和当前温度，另外两个分别用于设置报警温度的加和减。均采用软件消抖。图3.4按键电路3.5步进电机3.5.1步进电机驱动电路本设计

8、选用驱动芯片ULN2003驱动四相步进电机。18ULN2003与单片机连接驱动步进电机原理图如下：图3.5步进电机驱动电路3.6双机通信