基于单片机的数字温度计设计与仿真
盘桂云
（吉首大学物理科学与信息工程学院，湖南吉首416000）
摘要
本课题以单片机为控制核心，设计了一款数字温度计。该系统由51单片机、DS18B20温度传感器以及1602 LCD液晶显示屏等部件组成。系统上电后进入实时温度显示状态，此时将DS18B20中的温度值读到单片机中并将其显示在LCD液晶显示屏上。系统可以设置上下限报警温度值，当测得结果超过设定值时进行相应的报警，提供一个接口可以将温度值传送给其它控制器或计算机，测量准确且误差小，其误差在±0.02℃。
关键词：单片机；温度采集；LCD显示；温度传感器；数字温度计；
Emluater and Design of Digital Thermometer Based on
Microcomputer Control
Panguiyun
(College of Physics Science and Information Engineering,Jishou
University,Jishou,Hunan 416000)
Abstract
This topic with the microcontroller as control core , and design a digital thermometer.It consists of 51 single -chip microcomputer, 18B20 temperature sensor and 1602 LCD screen display etc.After power on, the system into real-time temperature display state, then the temperature
18B20 will read in the single-chip microcomputer and displayed in the LCD screen.System can set upper temperature alarm, when the alarm measured results than the setting measured corresponding alarm, System can provide an interface which sends the temperature to other controller or computer. There is little measuring error, measuring error at ±0.02℃. Key words：Microcontroller;Temperature acquisition;LCD display;Temperatere sensor;
Digital thermometer
目录
第一章绪论 (1)
1.1 系统背景 (1)
1.2 系统概述 (1)
1.2.1 系统功能 (1)
1.2.2 系统所用器件及其作用 (1)
第二章系统总体设计
2．1 系统硬件电路总体设计 (3)
2．2系统软件的总体设计 (4)
2．3主程序的流程设计与实现程序 (6)
3.2.1 主程序的流程设计 (6)
3.2.2 主程序的实现程序 (7)
第三章主要器件介绍
3．1 18B20温度传感器 (8)
3．2 1602液晶显示器……………………………………………………………8第四章系统详细设计
4．1控制模块电路设计 (10)
4.1.1晶振电路设计 (10)
4.1.2复位电路设计 (10)
4．2温度传感器模块 (11)
4.2.1温度传感器模块电路设计 (11)
4.2.2温度传感器模块程序设计 (12)
4．3 液晶显示模块 (16)
4.3.1液晶显示模块电路设计 (16)
4.3.2液晶显示模块程序设计 (17)
4.4 键盘输入模块 (17)
4.4.1键盘输入模块电路设计 (17)
4.4.2键盘输入模块程序设计 (18)
4. 5报警模块 (19)
4.5.1报警模块电路设计 (19)
4.5.1报警模块程序设计 (20)
4. 6串行输出模块 (20)
第五章软件仿真与测试
5.1软件的仿真分析与仿真结果 (21)
结束语 (25)
参考文献 (26)
致
谢 (27)
附录1：系统电路图 (28)
附录2：源程序清单 (29)
第一章绪论
1.1 系统背景
在工农业生产和日常生活中，对温度的测量占据着极其重要地位。冰箱、空调、烘干机中均用了温度控制系统。目前，我国单片机的开发应用正在兴起，单片机在机电一体化、智能仪表、工业控制、家用电器等方面的应用成果尤为显著。本课题基于单片机设计了一款数字温度计。
1.2 系统概述
本设计以单片机为控制核心。其设计通过18B20进行温度采集，采用1602液晶来进行温度显示，有键盘输入和LED二极管进行温度报警功能。其温度通过MAX232通信方式传送出去，可给另一控制器或计算机进行其它操作用。硬件总的包括单片机及相应单片机小系统相关元件、18B20温度传感、1602液晶显示屏、三个按键，MAX232电平转换器件和两个LED 二极管。
1.2.1 系统的功能
本数字温度计系统主要完成的功能是对测量温度进行显示，其中包括过温报警功能。具体的功能如下所述：
(1)能够实时的测得温度并进行显示，显示的误差在±0.02℃；
(2)可以通过键盘输入相应的上下限温度；
(3)数字温度计测得的温度值和我们设定的上下限温度都可以在LCD
上显示出来。其中在主界面下是实时显示测得的温度值；
(4)当系统测得的温度低于最低温度或高于最高温度时会进行相应的报警；
（5）测得温度通过MAX232传送出去，可供其它器件操作。
本数字温度计的工作过程如下：首先通过18B20温度传感器进行温度采集，然后将采集到的数据传送给单片机，单片机将收到的数据进行相应的处理后通过1602液晶显示给用户。在此过程中如果测得的温度超过了上下限温度时系统会启动报警。其中上下限温度值可由用户进行设定，如未设定则为系统初始值。系统还可将温度通过MAX232传送给计算机等进行相应的操作。
1.2.2 系统所用器件及其作用
在数字温度计系统中所使用的器件及其作用如下所述：
(1)单片机：系统的控制部分，能对采集的温度进行相应处理。
(2)18B20温度传感器：用来采集温度。
(3)1602液晶显示屏：用来显示单片机控制器处理的相应结显。
(4)LED发光二极管：用来进行报警的模拟。
(5)按键：用来输入相应的上下限温度值。
（6）MAX232：进行串行通信的电平转换。
第二章系统总体设计
2.1系统硬件电路总体设计
数字温度计系统硬件电路按功能可以分为以下几个模块电路：控制模块电路、温度传感器模块电路、液晶显示模块电路、键盘输入模块电路、报警模块、串行通信模块电路。系统硬件电路总体设计方框图，如图2.1所示：
图2.1.2 系统的电路图
2.2系统软件的总体设计
软件部分即程序编写部分。为了程序的可读性和独立性，程序的书写分模块书写，且同一个模块放在同一个文件下。根据此思路，程序分为主程序模块部分、1602液晶显示驱动模块部分、按键模块部分、DS18B20
驱动模块部分、报警模块部分、串行输出程序模块和组合程序模块部分。各部分的联系都通过组合程序模块部分进行组合，而组合程序只给主程序调用。
各程序部分的相关关系如图：
各个程序模块设计之间的关系如上图,且在它们的对应关系中还有一个文件名为head .h，此文件用来定义IO端口和进行相关的外部变量和外部函数的声明。每一个＂．C＂文件前面都会有：＃include“head.h”来包含些头文件．
各文件的联接通过外部函数和外部变量。其各部分的外部函数和外部变量声明在head.h文件中。各程序模块对应的外部函数及外部变量如下：DS18B20驱动程序部分：
extern void get_temperature();
extern int temperature;
1602液晶驱动程序部分：
extern void lcd_prints(uchar *strint,uchar x,uchar y);
按键模块程序部分：
extern void key_scanf();
extern uchar key1,key2,key3;
报警程序模块部分：
extern void compare_temperature();
extern void deal_compare_temperature();
extern uchar low_flag,high_flag;
串行通信模块部分：
extern void usart();
组合程序部分：
extern void dis_temperature(int temp_temperature);
extern void main_init();
extern void main_scanf_deal();
以上列出的各外部函数与外部变量是各个.C文件相互联接的基础,其关系如图2.2.1所示.其中这些外部函数与IO定义都放在head.h文件中.IO 定义列出如下:
/*IO口的定义*/
//******************************************************
//******************************************************
sbit rs = P2^0;
sbit rw = P2^1;
sbit en = P2^2;
sbit busy_f = P0^7;
#define dc_port P1
#define lcd_com 0 // Command
#define lcd_data 1 // Data
#define key P2//按键IO定义
sbit B20_IO = P3^7; //温度输入口
sbit beer = P3^2; //报警IO口1
sbit beer1 = P3^3; //报警IO口2
//******************************************************
//******************************************************
2.3主程序的流程设计与实现程序
2.3.1主程序的流程设计
由于各个程序都是模块化的设计，因此主程序的工作量就很少且思路也很清析。
它的调用程序都在unite.c文件中。其程序设计思路如下：
图2.3.1主程序流程图
2.3.2主程序的实现程序
/*********************************************************** *******
函数名称：void main()
功能说明：主函数
入口参数：void
************************************************************
*******/
void main()
{
main_init();//主程序的初始化部分程序
while(1)
{
get_temperature();//获得温度
lcd_write(lcd_com,0x01);//清屏
lcd_prints(" now temperature",0,0);//第一行的显示
dis_temperature(temperature);//显示温度(第二行中)
key_scanf();//扫描按键
main_scanf_deal();//按键处理
compare_temperature();//三个温度比较处理
deal_compare_temperature();//处理比较结果进行报警
usart();//串行数据传出
}
}
第三章主要器件介绍
3.1 18B20温度传感器
DS18B20最大的特点是单总线数据传输方式，DS18B20的数据I/O均由同一条线来完成。其引脚图如下：
图3.1.1 18B20引脚图
DS18B20的功能是测量环境的温度。测温范围-55℃_+125℃,其温度数字量转换时间为200MS
在此系统中使用的命令只有三个。其命令列出如下：
0xCC//跳过ROM
0x44//温度转换
0xBE//Read Scratchpad 命令
对18B20的时序操作参考18B20程序设计部分说明。
3.2 1602液晶显示器
1602液晶显示器具有功耗低，寿命长的特点。其数据以八位并行方式传输。其引脚图如下：
图3.2.1 1602液晶引脚图
如图3.2.1,其各引脚如下图表：
表3.2.2 1602液晶引脚功能图表
1602液晶是工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。使用的命令列出如下：
0X38 //设置8位数据方式，无光标
0x0c //开显示
0x06 //设置地址指针加1
0x01 //清屏
0x02 //AC自增
第四章系统详细设计
4.1 控制模块电路设计
MCU控制模块电路是数字温度计系统的控制核心部分，主要由晶振电路、复位电路、MCU单片机芯片组成。晶振电路，它产生整个系统的时钟脉冲，时钟是12Mhz；
复位电路，可进行单片机的复位操作；MCU单片机芯片，是数字温度计系统的控制核心芯片，它负责各种数据处理和控制。
4.1.1晶振电路设计
晶振电路采用11.0592MHz的晶振。其电路如下：
图4.1.1晶振电路的电路图
其中C1,C2取27PF。
4.1.2复位电路设计
51系列单片机的复位是高脉冲复位。其电路设计如下：
图4.1.2复位电路的电路图
复位原理：当按键按下时reset从低电平变为高电平，且C3电容完全放电；当按键释放，电容开始冲电。此时电容相当一条导线，reset保持高电平；当C3冲完成后，reset变为低电平。此过程中只要高电平保持时间达到系统要求即可进行一次复位动作。
图4.1.3reset的电平变化示意图
4.2 温度传感器模块
4.2.1温度传感器模块电路设计
温度传感器部分是数字温度计的核心部分。它用来采集温度。本系统采用的温度传感器是DS18B20 。DS18B20最大的特点是单总线数据传输方式，DS18B20的数据I/O均由同一条线来完成。
18B20总共三个接线端口，一个VCC，一个GND，还有一个DQ，VCC 和GND是一般电子器件的电源与地，接法固定。DQ是单线数据端口。由于在释放DQ时要保证在高电平，因此采用一个上拉电阻接在VCC上。DQ接MCU中的P3.7
接法电路图：
图4.2.1 温度传感器模块的电路图
4.2.2 温度传感器模块程序设计
采集数据处理方法及程序实现:
温度传感器部分采用的是18B20。由于ＭＣＵ从18B20中读得的数据并不是真实的温度值，因此得进行相应的算法计算。
为了简便程序并让读出的温度更精确，采用18B20系统默认的设置，即12bit模式。典型对应的温度值表如表4.2.2所示：
表4.2.2 DS18B20典型对应的温度值表
从图表与相关资料中都可以看出，每单位十六进制对应的温度是0.0625℃。这个十六进制数的值保存在两个寄存器中,如图：
图4.2.3温度寄存器图
由上表和图：我们得到要想在程序中计算出温度，得分两个部分来算，一个部分是温度为正值时，另一个部分是温度为负值时。因此我们得到了两个公式．
当温度为正值时：temperature=(MSB*256+LSB)*0.0625
当温度为负值时：temperature= -(~( MSB*256+LSB)+1)*0.0625
从上面分析出来计算温度的公式了。但是在单片机中小数的处理特别麻烦，要怎样才能让程序写得简节点呢？由于有效位为小数点后两位，因此如果把温度值扩大100倍那样就更简单了，只要在输出显示时小数点的位置处理下就行了。以下是本系统在写计算过程中的部分程序：
if((tem2&0x80)==0x80)//如果温度是负值
{
tmp_tmp=(~((tem2*256+tem1)+1))*6.25//此处将温度扩大了100倍
flag1=1;
}
Else
tmp_tmp=(tem2*256+tem1)*6.25; //此处将温度扩大了100倍
temperature=(int)tmp_tmp;
数字温度计的设计 【摘要】 本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，就是用单片机实现温度测量，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于AT89S52单片机的数字温度计的设计用LCD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，可以用于温度等非电信号的测量，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。 【关键词】关键词1温度计；关键词2单片机；关键词3数字控制；关键词4DS1620 目录 第一章绪论 (2) 1.1 前言 (3) 1.2 数字温度计设计方案 (3) 1.3 总体设计框图 (3) 第二章硬件电路设计............................ 错误!未定义书签。 2.1 主要芯片介绍 (5) 2．1．1 AT89C51的介绍 (5) 2.1.2 AT89C51各引脚功能介绍 (5) 2．2 温度传感器 (7) 2.2．1 DS1620介绍 (7) 第三章软件设计................................ 错误!未定义书签。
3.1 主程序流程图 (11) 3.4 计算温度子程序流程图 (13) 3.5 显示数据刷新子程序流程图 (13) 第四章 Proteus仿真调试......................... 错误!未定义书签。 4.1 Proteus软件介绍 (15) 4.2 Proteus界面介绍 (16) 4.2.1 原理图编辑窗口 (18) 4.2.2 预览窗口 (23) 4.2.3 模型选择工具栏 (31) 4.2.4 元件列表 (35) 4.2.5 方向工具栏 (37) 4.2.6 仿真工具栏 (38) 4.3 本次设计仿真过程 (39) 4.3.1 创建原理图 (40) 设计总结 (50) 结论 (57) 参考文献 (59) 致谢 (62) 附录 (72)
毕业设计用matlab仿真 篇一：【毕业论文】基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序) 基于matlab的人脸识别系统设计与仿真 第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。
如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人 类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，在不同的环境下拍摄所得到的人脸图像不同，有时更会有很大的差别，给识别带来很大难度。因此在各种干扰条件下实现人脸图像的识别，也就更具有挑战性。 国外对于人脸图像识别的研究较早，现己有实用系统面世，只是对于成像条件要求较苛刻，应用范围也就较窄，国内也有许多科研机构从事这方而的研究，并己取得许多成果。 1.2 人脸图像识别的应用前景 人脸图像识别除了具有重大的理论价值以及极富挑战
单片机原理与应用设计课程综述 设计项目数字温度计 任课教师 班级 姓名 学号 日期
基于AT89C51的数字温度计设计与仿真摘要：随着科学技术的不断发展，温度的检测、控制应用于许多行业，数字温度计就是其中一例，它的反应速度快、操作简单，对环境要求不高，因此得到广泛的应用。 传统的温度测量大多使用热敏电阻，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路将模拟信号转换成数字信号才能由单片机进行处理。本课题采用单片机作为主控芯片，利用DS18B20来实现测温，用LCD液晶显示器来实现温度显示。 温度测量范围为0～119℃，精确度0.1℃。可以手动设置温度上下限报警值，当温度超出所设报警值时将发出报警鸣叫声，并显示温度值，该温度计适用于人们的日常生活和工、农业生产领域。 关键词：数字温度计；DS18B20；AT89C51； LCD1602 一、绪论 1.1 前言 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，但人们对它的要求也越来越高，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。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,单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用。 1.2 课题的目的及意义 数字温度计与传统温度计相比，具有结构简单、可靠性高、成本低、测量范围广、体积小、功耗低、显示直观等特点。该设计使用AT89C51，DS18B20以及通用液晶显示屏1602LCD等。通过本次设计能够更加了解数字温度计工作原理和熟悉单片机的发展与应用，巩固所学的知识，为以后工作与学习打下坚实的基础。 数字温度计主要运用在工业生产和实验研究中，如电力、化工、机械制造、粮食存储等领域。温度是表征其对象和过程状态的重要参数之一。比如：发电厂锅炉
毕业设计 中型企业网络设计与仿真
第1章绪论 企业局域网伴随着Internet的成长而高速的发展，到现在已经形成了完整的体系结构和解决方案。但要设计一个完善和健壮的企业网络是非常不容易的，因为这涉及到很多复杂的细节问题。首先是收集企业的网络办公需求，然后根据需求来设计企业网络，本设计是针对中型企业的网络，所以办公需求并不复杂。在分析完整需求后，根据网络的特点分成硬件和软件的设计。硬件设计整个网络系统的基础，其中分成三个模块的设计：交换机模块、防火墙模块和服务器模块的设计，重点是交换机模块的设计。软件设计就是在这些硬件的基础上实施各种高级的应用服务如DNS、DHCP、WEB、FTP和各种企业应用软件和数据库系统。
第2章需求分析 企业网（ENTERPRISE NETWORK）是非常典型的综合网络实例。在本设计方案中主要是对一个中型企业进行整体的网络设计。为了更好的设计企业网络我们将需求分为硬件需求和软件（服务）需求。经需求分析，得出以下结论： 2.1 硬件需求 (1)对于中小企业，采用基于TCP/IP协议组的以太交换网模式是最适合的。经过几年的发展，以太交换技术和产品都十分成熟，网络的实现和管理简单，维护量小，并且可以向未来的发展进行平滑的升级和过渡。 (2)企业内部局域网带宽方面采用千兆主干、百兆到桌面的设计，这样足以满足企业的现有应用。 (3)通过DSL技术接入Internet，使公司连接外网，时时与外界保持沟通和交流更新。 (4)为分割广播域减少不必要的流量，对公司的网络实施VLAN。 (5)在接入Internet干线上放置硬件防火墙保障公司的网络安全。 (6)实施VOIP的语音服务。 (7)因申请的公有IP地址有限，故公司内部除部分服务器外全部使用防火墙实施NAT转换。 2.2 软件（服务）需求 (1)建立域服务器，统一管理公司的资源。 (2)为管理简单，全公司使用一台DHCP服务器实施灵活的IP地址的分配。 (3)建立WWW、FTP、DNS和邮件等企业常用应用服务。 (4)建立两个网页服务器，一个只供企业内部访问，一个供Internet用户访问。 (5)建立企业级的数据库服务器，集中管理公司的各种数据。 以下根据上述的需求分析来设计企业网络。
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
课程设计报告书 课程名称：电工电子课程设计 题目：数字温度计 学院：信息工程学院 系：电气工程及其自动化 专业班级：电力系统及其自动化113 学号：6100311096 学生姓名：李超红 起讫日期：6月19日——7月2日 指导教师：郑朝丹职称：讲师 学院审核（签名）： 审核日期：
内容摘要： 目前，单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。 单片机是一种特殊的计算机,它是在一块半导体的芯片上集成了CPU,存储器，RAM，ROM，及输入与输出接口电路，这种芯片称为:单片机。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便的优点，使它迅速的得到了推广应用，目前已成为测量控制系统中的优选机种和新电子产品中的关键部件。单片机已不仅仅局限于小系统的概念，现已广泛应用于家用电器，机电产品，办公自动化用品，机器人，儿童玩具，航天器等领域。 本次课程设计，就是用单片机实现温度控制，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计。 本文介绍了一个基于STC89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温 系统，并用LED数码管显示温度值，易于读数。系统电路简单、操作简便，能 任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值，系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。 关键词：单片机数字温度传感器数字温度计
目录 1 课程设计的目的 (1) 2 课程设计的任务和要求 (1) 3 设计方案与论证 (1) 4 电路设计 (2) 4.1 温度测量电路 (3) 4.2 单片机最小系统 (6) 4.3 LED数码显示电路 (8) 5 系统软件设计 (9) 6 系统调试 (9) 7 总结 (11) 参考文献 (13) 附录1：总体电路原理图 (14) 附录2：元器件清单 (15) 附录3：实物图 (16) 附录4：源程序 (17)
1 课程设计的目的 （1）掌握单片机原理及应用课程所学的理论知识； （2）了解使用单片机设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题； （3）学习单片机仿真、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧； （4）培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度； （5）锻炼自己的动手动脑能力，以提高理论联系实际的能力。 2 课程设计的任务和要求 （1）采用LED 数码管显示温度； （2）测量温度范围为-10℃~110℃； （3）测量精度误差小于0.5℃。 3 设计方案与论证 方案一：本方案主要是在温度检测部分利用了一款新型的温度检测芯片DS18B20，这个芯片大大简化了温度检测模块的设计，它无需A/D 转换，可直接将测得的温度值以二进制形式输出。该方案的原理框图如图3-1所示。 DS18B20是美国达拉斯半导体公司生产的新型温度检测器件，它是单片结构，无需外加A/D 即可输出数字量，通讯采用单线制，同时该通讯线还可兼作电源线，即具有寄生电源模式。它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点，特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控 制系统。 图3-1 方案一系统框图 单片机 最小系统 数码 显示 温度传感器 DS18B20
中型企业网络设计及仿真模拟 摘要 一个高效的企业办公环境对企业来说是效率和利益的保证，图形操作系统的出现催生了办公自动化的发展，办公自动化确实给企业的办公带来了很大的帮助。办公局域网的出现又一次彻底的颠覆了企业的办公理念，网络能使企业内部之间实现高速的通信和全方位的信息共享，给企业的办公带来了极大地便利。正是由于局域网的巨大优势，各公司企业和政府部门都纷纷建设和加强高速局域网络，利用现代化的信息技术使公司在残酷的市场竞争中立于不败之地。 本设计中的公司是一家处于快速成长且资金雄厚的高科技技术研发和生产的中型企业，在公司网络的设计中公司决定全部使用国际知名的思科公司的产品。在参考大量以往成功的实例后决定网络拓扑采用三层设计结构，分别是：核心层、汇聚层和接入层，这样可以有效地分割整个企业网络的流量，保持网络的长久稳定，也便于未来的网络扩展。然后根据思科官方提供的资料选择各个层中的设备及模块并做相应的配置。最后在工程实施之前在思科提供的模拟软件上模拟设计好的企业网络，以验证网络的合理性和稳定性。其次规划好在网络中启用的高级服务应用，做好相应的配置，并在VM虚拟机上进行模拟配置以便及时发现问题并解决。 关键词：中型企业网络设计交换机服务器虚拟机
Abstract An efficient business enterprise office environment is the interests of efficiency and guarantee. The appearance of Graphical Operating System spawned the development of Office Automation. Office Automation to the company's office did bring a lot of help. The appearance of Office LAN overthrow the corporate office concept. The network make the high-speed and full range of information sharing of internal communication possible, and brings to the enterprise greatly facilitated. Because of the great advantages of local area network, the companys and government departments have to build and strengthen Enterprise LAN, using modern information technology make companies stand stadily in a brutal market competition. The company of this design is a rapidly growing and financially strong high-tech R & D and manufacturing of medium-sized enterprises. In the company's decision the network all use the world-renowned Cisco‘s products. In reference to a large number of successful examples of the past decided network,the topology design using three-tier structure, namely: the core layer, collect layer and access layer. This can not divide the entire enterprise network traffic effectively and maintain long-term stability of the network, but also to facilitate the network expansion in the future. Then according to the official information provided by Cisco. We Select the equipment and the module configuration accordingly for each layer. Finally, before the implementation of the project we better simulate in Cisco's corporate network simulation software to verify the rationality and stability of the network design. Secondly, make a plan for advanced services and applications.Then appropriate configure server in VMware Workstaion in order to discover and solve problems. Key words: Medium-sized Enterprise Network Design Switch Servers VMware Packet Tracer
数字温度计的设计 摘要 温度是一种最基本的环境参数，人们生活与环境温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在工业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。 本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器的新型数字温度计。主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。硬件电路主要包括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用单片机AT89C52，温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20，显示电路采用8
位共阴极LED数码管，ULN2803A为驱动的动态扫描直读显示。测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成，当实际测量温度值大于预置温度值时，发出报警信号，即发光二极管亮。系统程序主要包括主程序，测温子程序和显示子程序等。DS18B20新型单总线数字温度传感器是DALLAS 公司生产的单线数字温度传感器, 集温度测量和 A D转换于一体,直接输出数字量,具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。 由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度计相比,本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。此外，还介绍了系统的调试和性能分析。 关键词：显示电路,单片机，AT89C52，温度传感器，DS18B2 0 ,单总线
The Design of DS18B20 Digit Thermometer ABSTRACT Temperature is a basic parameters of the environment, people's lives and the environment are closely related to temperature. in the course of industrial production immediate need for temperature measurement in industrial production of the of the system program .The , the master controller used Micro Controller Unit AT89C52, the temperature sensor used DS18B20 which the American DALLAS semiconductor company produces, the display circuit used 8 altogether
摘要 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X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，该高精度数字式温度计采用了由DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，它具有独特的单线总线接口方式。本毕业论文详细的介绍了单线数字温度传感器DS18B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计，该温度计具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。 二、总体方案设计 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。 2、硬件设计 1.1 工作原理及硬件框图 基于DS18B20的温度测量装置电路图如图1所示，包括单片机最小系统、温度传感器、和显示电路。温度传感器DS18B20将被测环境温度转化成带符号的数字信号（以十六位补码形式，占两个字节），单片机对接收到的数字信号进行标度变换，转换成实际的温度值并送数码管显示。DS18B20传感器可置于离装置150米以内的任何地方。STC89C51是整个电路装置的控制核心，STC89C51内带4K字节的FlashROM，用户程序存放在此。 图2 系统硬件框图 3、系统分析： 本设计主要的任务是单片机软件的设计，而软件中的核心在于单片机与集成温度传感器DS18B20接口程序的设计，另外一点便是对数码管扫描显示的理解与运用。由于DS18B20集成了温度数据采集、模数转换
数字温度计 摘要：温度计在实际生产和人们的生活中都有广泛应用。该设计是数字温度计，首先是对总体方案的选择和设计；然后通过控制LM35进行温度采集；将温度的变化转为电压的变化，其次设计电压电路，将变化的电压量通过放大系统转化为所需要的电压；再通过TC7107将模拟的电压转化为数字量后直接驱动数码管LED对实时温度进行动态显示。最后在Proteus仿真软件中构建了数字温度计仿真电路图，仿真结果表明：在温度变化时，可以通过电压的变化形式传递，最终通过3位十进制数显示出来。 关键词：温度计；电路设计；仿真
目录 1 设计任务与要求 (1) 2 方案设计与论证 (1) 3 单元电路的设计及仿真 (2) 3.1传感器 (2) 3.2放大系统 (2) 3.3 A/D转换器及数字显示 (4) 4 总电路设计及其仿真调试过程 (6) 4.1总电路设计 (6) 4.2仿真结果及其分析 (7) 5 结论与心得 (9) 6 参考文献 (11)
1 设计任务与要求 温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计，即用数字显示被测温度。具体要求如下：（1）测量范围0～100度。 （2）测量精度0.1度。 （3）3位LED数码管显示。 掌握线性系统的根轨迹、时域和频域分析与计算方法； （2）掌握线性系统的超前、滞后、滞后-超前、一二阶最佳参数、PID等校正方法；（3）掌握MATLAB线性系统性能分析、校正设计与检验的基本方法。 2 方案设计与论证 数字温度计的原理是：通过控制传感器进行温度采集，将温度的变化转化为电压的变化；然后设计电压电路，将变化的电压通过放大系统转化为需要的电压；再通过A/D转换器将模拟的电压转换为数字量后驱动数码管对实时温度进行动态显示。 原理框图如图2-1所示： 传感器放大系统A/D转换显示 图2-1 数字温度计原理框图 由设计任务与要求可知道，本设计实验主要分为四个部分，即传感器、放大系统、模数转换器以及显示部分。经过分析，传感器可以选择对温度比较敏感的器件，做好是在某参数与温度成线性关系，比如用温敏晶体管构成的集成温度传感器或热敏电阻等；放大系统可以由集成运放组成或反相比例运算放大器；A/D转换器需要选择有LED 驱动显示功能的，而可供选择的参考元件有ICL7107，ICL7106，MC14433等；显示部分用3位LED数码管显示。 方案一：用一个热敏电阻,通过热敏电阻把温度转化为电压,再得到每一度热敏电
唐山学院 单片机原理课程设计 题目简易数字温度计 系 (部) 智能与信息工程学院 班级 姓名 学号 指导教师 2017 年 1 月 2 日至 1 月 6 日共 1 周 2017年1月4日
《单片机原理》课程设计任务书
课程设计成绩评定表
目录 1.方案论证 0 2.硬件设计............................................ 错误!未定义书签。 2.1系统构成 (1) 2.2器件选择 (1) 2.2.1 AT89C51概述 (1) 2.2.2 AT89C51引脚功能 (3) 2.2.3复位电路的设计 (4) 2.3数字温度传感器 (5) 2.3.1 DS1621的技术指标 (5) 2.3.2 DS1621的工作原理 (6) 2.4 单片机和DS1621接口电路...................... 错误!未定义书签。 2.5 七段LED数码显示电路 (7) 3.系统软件设计 (9) 3.1 编程语言选择 (9) 3.2 主程序的设计 (9) 3.3 温度采集模块设计 (10) 3.4 温度计算模块设计 (10) 3.5 串行总线编程 (11) 4.软硬件调试结果分析 (12) 5.设计总结 (13) 6.参考文献 (14) 附录A 多点温度采集系统电路原理图 (15)
1.方案论证 该系统可以使用方案一：热敏电阻；方案二：数字温度芯片DS1621实现。采用数字温度芯片DS1621 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS1621 的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1621和微控制器AT89C51构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与计算机连接。这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大。采用51 单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。 控制工作，还可以与PC 机通信上传数据，另外AT89S51 在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。 该系统利用AT89C51芯片控制温度传感器DS1621进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。该系统扩展性非常强，它可以在设计中加入时钟芯片DS1302以获取时间数据，在数据处理同时显示时间，并可以利用AT24C16芯片作为存储器件，以此来对某些时间点的温度数据进行存储，利用键盘来进行调时和温度查询，获得的数据可以通过MAX232芯片与计算机的RS232接口进行串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。故采用了方案二。 测温电路的总体设计方框图如图1-1所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS1621，用5位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 图1-1 测温电路的总体设计方框图
基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真 基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真 目录 1 绪论 (1) 1.1 本设计的研究背景和研究目的 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 本设计的任务和设计方法 (2) 1.3.1 设计任务 (2) 1.3.2 设计方法 (2) 2 乒乓游戏机设计方案 (3) 2.1 基于单片机的乒乓游戏机设计 (3) 2.1.1 硬件设计 (3) 2.1.2 软件设计 (4) 2.2 基于FPGA的乒乓游戏机设计 (4) 2.3 方案比较与选择 (5) 3硬件电路的设计 (6) 3.1 硬件核心电路选择 (6) 3.1.1 单片机STC89C51简介 (6) 3.1.2 单片机端口分配 (7) 3.2 电源电路的设计 (8) 3.3 时钟电路的设计 (9) 3.4 复位电路的设计 (10) 3.5 按键电路的设计 (10) 3.6 模拟球台电路的设计 (12) 3.6.1 译码器简介 (12) 3.6.2发光二极管简介 (14) 3.6.3 模拟球拍电路的设计 (15) 3.7 显示电路的设计 (15) 3.7.1 LCD1602简介 (15) 3.7.2 显示电路的设计 (16)
3.8 乒乓游戏机总电路的设计 (17) 4 乒乓游戏机的软件设计及编程 (18) 4.1 主程序的设计及功能实现 (19) 4.2 按键组的设计及功能实现 (20) 4.2.1 球拍模拟子程序 (20) 4.2.2 暂停/开始子程序 (20) 4.3 发球程序的设计及功能实现 (21) 4.4 线路程序的设计及功能实现 (21) 4.4.1 线路选择子程序 (21) 4.4.2 LED点阵子程序 (22) 4.5 回球程序的设计及功能实现 (22) 4.6 LCD显示程序设计及功能实现 (23) 4.7 设计源程序 (24) 5 系统调试及分析 (24) 5.1 仿真调试及分析 (24) 5.1.1 Proteus软件简介 (24) 5.1.2 Keil uVision4软件简介 (25) 5.1.3 仿真调试 (25) 5.1.4 仿真调试的结果分析 (28) 5.2 实物调试及分析 (28) 5.2.1 制作实物的过程 (28) 5.2.2 进行实物调试 (28) 5.2.3 实物调试的结果分析 (31) 6 结论与展望 (32) 谢辞（Acknowledge） (33) 参考文献 (34) 附录1：程序 (36) 附录2：元件清单 (51)
基于单片机的数字温度计设计 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，温度范围为-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，测量范围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：温度测量；DS18B20；AT89C51 - I -
基于AT89C52的数字温度计设计与仿真 谭亚平 （吉首大学物理科学与信息工程学院，湖南吉首416000） 摘要 温度采集显示及报警系统是一个应用于需要对温度进行精准控制报警的系统，实现了对温度进行精准采集显示和越限声光报警的功能。以方便系统使用者能够更好的了解当前温度安全状况，使相应地区场所的安全得到保证。 本系统以AT89C52单片机为微控制器，采用数字温度传感器DS18B20作为测温元件,温度传感器DS18B20采集温度信号送给单片机处理，单片机再把处理后的温度数据送到LED上显示出来。能够实现快速、准确的测温功能和越限声光报警功能。本论文完成了系统硬件电路的设计，给出了软件流程框图，编写了相关的软件程序，并记录了仿真与实现的过程。 关键词：温度报警；单片机（AT89C52）；数字温度传感器（DS18B20）；Keil C51 Digital Thermometer Design and Simulation Based on AT89C52 TanYaPing (College of Physics Science and Information Engineering,Jishou University,Jishou,Hunan 416000) Abstract The temperature acquisition display and alarm system is used a need for precise temperature control of the alarm system to achieve accurate temperature acquisition of the more limited display and sound and light alarm function. With convenient system users to better understand the current temperature security situation,it make corresponding regional sites safety guaranteed. The system uses AT89C52-SCM as Microprogrammed Control Unit and adopts digital temperature sensor DS18B20 as the temperature component. The temperature sensor DS18B20 collects temperature signals and sends them to SCM for dealing with, then SCM transfers the processed temperature data to LED for dispalying which can realize the fast and accurate temperature measurement function and the more limited sound and light alarm function. This thesis has
PCB仿真设计毕业论文 【摘要】 随着微电子技术和计算机技术的不断发展，信号完整性分析的应用已经成为解决高速系统设计的唯一有效途径。借助功能强大的Cadence公司SpecctraQuest 仿真软件，利用IBIS模型，对高速信号线进行布局布线前信号完整性仿真分析是一种简单可行行的分析方法，可以发现信号完整性问题，根据仿真结果在信号完整性相关问题上做出优化的设计，从而缩短设计周期。 本文概要地介绍了信号完整性(SI)的相关问题，基于信号完整性分析的PCB 设计方法，传输线基本理论，详尽的阐述了影响信号完整性的两大重要因素—反射和串扰的相关理论并提出了减小反射和串扰得有效办法。讨论了基于SpecctraQucst的仿真模型的建立并对仿真结果进行了分析。研究结果表明在高速电路设计中采用基于信号完整性的仿真设计是可行的, 也是必要的。 【关键字】 高速PCB、信号完整性、传输线、反射、串扰、仿真
Abstract With the development of micro-electronics technology and computer technology，application of signal integrity analysis is the only way to solve high-speed system design. By dint of SpecctraQuest which is a powerful simulation software, it’s a simple and doable analytical method to make use of IBIS model to analyze signal integrity on high-speed signal lines before component placement and routing. This method can find out signal integrity problem and make optimization design on interrelated problem of signal integrity. Then the design period is shortened. In this paper，interrelated problem of signal integrity, PCB design based on signal integrity, transmission lines basal principle are introduced summarily．The interrelated problem of reflection and crosstalk which are the two important factors that influence signal integrity is expounded. It gives effective methods to reduce reflection and crosstalk. The establishment of emulational model based on SpecctraQucst is discussed and the result of simulation is analysed. The researchful fruit indicates it’s doable and necessary to adopt emulational design based on signal integrity in high-speed electrocircuit design. Key Words High-speed PCB、Signal integrity、Transmission lines、reflect、crosstalk、simulation