基于数字温度传感器的数字温度计

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1、目录1、原理分析-3-1.1设计需求和要求-3-1.2设计原理分析-3-2、设计方案选择-4-2.1方案一-4-2.2方案二-4-2.3最终实验方案-4-3、电路原理图绘制及Proteus仿真-5-3.1设计总原理图-5-3.2各电路/元件介绍-6-3.2.1温度传感器DS18B20介绍-6-3.2.2LM1602显示屏介绍-6-3.2.3 外部晶振电路-8-3.2.4 按键电路-8-3.2.5 报警电路-8-3.2.6STC89C51单片机介绍-9-3.3仿真结果-10-4、综合调试-11-4.1软件调试-11-4.1

2、.1软件流程图-11-4.1.2软件子程序-12-4.2硬件调试-12-4.2.1实物图-12-4.2.2各模块设计和走线-12-4.2.3正面电路设计-13-5、总结-14-附录-15--21--21-摘要本小组选的题目是“基于数字温度传感器的数字温度计”。课题要求：（1）设计一款能够显示当前温度值的温度计；（2）通过切换按钮可以切换华氏度和摄氏度显示；（3）创新部分。通过讨论和查询资料，我们选择将报警功能加入该设计作为创新部分。所以我们的课题名称是“基于51单片机和DS18B20的温度显示和报警系统”，主要功能有（1

3、）当前温度显示，显示范围为0～99摄氏度，开机默认上限报警温度为30℃；（2）华氏温度与摄氏温度的转换显示；（3）报警功能：可设置报警温度，达到设定的报警温度时，蜂鸣器报警；（4）可以通过按键控制，修改报警上限温度。关键词：89C51单片机，DS18B20，温度报警，温度转换-21-1、原理分析(负责人：李敬玄，王云)1.1设计需求和要求温度控制系统无论是工业生产过程，还是日常生活都起着非常重要的作用，过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费，同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响，极有可能造成严重的经济财产损失。而

4、生活中，气温对于人们的生活生产也至关重要，温度是否舒适，直接关系到大家体感的舒适程度，比如空调中必须使用传感器对温度进行测控，所以无论工业生产和生活中对温度的测控都是很重要的。而我们还时常遇到温度达到一定警戒值，需要提醒和报警的需求，所以在设计过程中我们可以加入报警模块，或者加入自动降温模块实现整个测控、显示、报警、紧急处理降温一体化的温度检测处理系统。1.2设计原理分析本小组选的题目是“基于数字温度传感器的数字温度计”。课题要求：（1）设计一款能够显示当前温度值的温度计；（2）通过切换按钮可以切换华氏度和摄氏度显示；（

5、3）创新部分。通过上面需求分析，我们可以看到，温度测量经常需要和报警功能匹配，并且还可以加入降温设施，在紧急报警情况下进行温度处理，比如步进电机作为风扇进行降温。通过讨论和查询资料，我们认为加步进电机不仅需要驱动芯片，而且电机本身所占面积比较大，在实验电路板上对所测定的气温的降温效果并不方便展现出来，所以我们放弃了加入步进电机的设计，而选择将报警功能加入该设计作为创新部分。所以我们的课题名称是“基于51单片机和DS18B20的温度显示和报警系统”，主要功能设计为：（1）当前温度显示，液晶屏可显示范围为0～99摄氏度，开机

6、默认上限报警温度为30℃；（2）华氏温度与摄氏温度的转换显示；（3）报警功能：可设置报警温度，达到设定的报警温度时，蜂鸣器报警；（4）可以通过按键控制，修改报警上限温度。-21-2、设计方案选择（负责人:李敬玄，王云）2.1方案一 由于本设计需要测温电路，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。而且缺乏对数据的数字化处理，很难完成摄氏度和华氏度

7、的转换。2.2方案二  考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，偏向于使用数字化的传感器，所以可以采用功能强大的温度传感器DS18B20，此传感器可以很容易直接读取被测温度值，进行转换直接输出数字化信号，可满足设计要求。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。所以本课题设计的基于STC89C51的单片机和DS18B20传感器的温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、扩展性强和兼容性强等优点。2.3最终实验方案利用数字温度传感器来测量温度，然后利用数字温度

8、传感器测量的温度信号传给单片机，经过计算后在LCD液晶显示器上显示相应的温度值，如果测量值大于我们之前设定的温度报警值，则单片机会驱动蜂鸣器报警。数字温度计选择DS18B20，所测量的温度采用数字显示；控制器使用单片机STC89C51，功能强大；液晶屏使用常用的LM1602，性能稳定。选用数字温度传感器DS18B20