片机课程设计-数字温度计的设计

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1、湖南工业大学课程设计任务书2013—2014学年第1学期电气与信息工程学院学院（系、部）自动化专业1101班级课程名称：单片机应用系统设计题目：数字温度计的设计完成期限：自2013年11月11日至2013年11月22日共2周内容及任务利用DS18B20（熟悉它的工作原理和性能并熟练掌握它）智能温度传感器、DS1302时间基准电路和单片机AT89S51小系统，键盘采用独立按键，显示器采用HD7279驱动4位LED显示以串口传送数据,实现温度显示，设计一个数字温度采集系统（温度显示为0℃—100℃，精度误差在0.5℃以内）其中有温度上下线的报警

2、措施。进度安排起止日期工作内容2013.11.——2013.13.讲述设计内容及基本原理2013.14.——2013.20.进行单片机系统的设计2013.21.——2013.22.进行系统的调试主要参考资料中国知网《数字温度计的国外动态及建议》《数字温度传感器DS18B20介绍》指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日14（单片机应用系统）设计说明书数字温度计的设计起止日期：2013年11月11日至2013年11月22日学生姓名肖慧芝孟敏华班级自动化1101学号1140170022511401700238成绩指导教师(签字)

3、电气与信息工程学院2013年11月22日一、设计任务：14本次单片机课程设计将以51系列单片机为核心，以开发板为平台；设计一个数字式温度计，要求使用温度传感器（可以采用DS18B20或采用AD590）测量温度，再经单片机处理后，由LED数码管显示测量的温度值。测温范围为0~100℃，精度误差在0.5℃以内。二、单片机最小系统硬件资源介绍：DS18B20温度传感器：DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS18B2

4、0是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。温度测量范围为-55～+125摄氏度，可编程为9位～12位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20温度转换的时间比较长

5、，而且设定的分辩率越高，所需要的温度数据转换时间就越长。因此，在实际应用中要将分辩率和转换时间权衡考虑。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列、各种封装形式，DQ为数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源；GND为地信号；VDD为可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地，如下图所示。图1.1DS18B20管脚图14DS18B20的初始化：　　（1）先将数据线置高电平“1”。　　（2）延

6、时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点）　　（3）数据线拉到低电平“0”。　　（4）延时750微秒（该时间的时间范围可以从480到960微秒）。　　（5）数据线拉到高电平“1”。　　（6）延时等待（如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。　　（7）若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（5）步的时间算起）最少要480微秒。　　（8）将数据线

7、再次拉高到高电平“1”后结束。DS18B20的写操作：　　（1）数据线先置低电平“0”。　　（2）延时确定的时间为15微秒。　　（3）按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）。　　（4）延时时间为45微秒。　　（5）将数据线拉到高电平。　　（6）重复上（1）到（6）的操作直到所有的字节全部发送完为止。　　（7）最后将数据线拉高。三、设计原理及思路1.主程序：主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度。14图1.2主程序流程2.读出温度子程

8、序读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，检验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图1.3所示。发DS18B20复位命令发跳过ROM命令发