数字温度计设计实训报告
- 格式:doc
- 大小:814.00 KB
- 文档页数:31
数字温度计设计实验报告标题:数字温度计设计实验报告摘要:本实验旨在设计一个数字温度计,并通过实验验证其准确性和稳定性。
实验采用了数字温度传感器和微控制器进行设计,通过对比实验结果和标准温度计的测量结果,验证了数字温度计的准确性和稳定性。
实验结果表明,设计的数字温度计具有较高的测量精度和稳定性,可应用于工业生产和科研领域。
引言:温度是物体内部分子运动的表现,是一个重要的物理量。
在工业生产和科研领域,准确测量温度对于控制生产过程、保证产品质量和研究物质性质具有重要意义。
传统的温度计有玻璃温度计、金属温度计等,但其测量范围有限,且不便于数字化处理。
因此,设计一种数字温度计具有重要意义。
实验设计:本实验采用数字温度传感器和微控制器进行设计。
数字温度传感器采集环境温度,并将信号传输给微控制器进行处理。
微控制器通过内部算法对温度信号进行处理,并将结果显示在数码管上。
实验采用标准温度计测量环境温度,并将结果作为对比实验。
实验步骤:1. 搭建数字温度计实验平台,连接数字温度传感器和微控制器;2. 将标准温度计放置在与数字温度传感器相同的环境中,测量环境温度;3. 同时,数字温度传感器采集环境温度,并将结果显示在数码管上;4. 对比标准温度计和数字温度计的测量结果,分析其准确性和稳定性。
实验结果:经过对比实验,标准温度计和数字温度计的测量结果基本一致,表明设计的数字温度计具有较高的测量精度。
在不同环境温度下,数字温度计的测量结果稳定,显示出良好的稳定性。
因此,设计的数字温度计具有较高的准确性和稳定性,可应用于工业生产和科研领域。
结论:本实验成功设计了一个数字温度计,并验证了其准确性和稳定性。
设计的数字温度计具有较高的测量精度和稳定性,可满足工业生产和科研领域对于温度测量的要求。
未来可以进一步优化设计,提高数字温度计的性能,并拓展其在更广泛的领域应用。
一、实习背景随着科技的发展,智能化、数字化产品在各个领域得到了广泛应用。
智能温度计作为一种重要的测量工具,具有精度高、抗干扰能力强、可扩展性强、集成方便等优点,在工业、农业、医疗等领域具有广泛的应用前景。
本实习旨在通过设计与实现一款基于单片机的智能温度计,提高学生对数字化测量技术、单片机应用以及编程等方面的实践能力。
二、实习目的1. 熟悉数字温度计的工作原理及设计方法;2. 掌握单片机在智能温度计中的应用;3. 熟悉编程语言及开发环境,提高编程能力;4. 培养团队协作精神,提高综合实践能力。
三、实习内容1. 系统设计(1)系统功能:智能温度计应具备实时测量、显示、报警、数据存储等功能。
(2)系统组成:主要包括温度传感器、单片机、显示模块、报警模块、电源模块等。
(3)硬件设计:①温度传感器:选用DS18B20数字温度传感器,具有高精度、抗干扰能力强等特点。
②单片机:选用AT89C2051单片机,具有体积小、功耗低、性能稳定等特点。
③显示模块:选用LCD液晶显示屏,可显示温度值、报警状态等信息。
④报警模块:选用蜂鸣器作为报警信号输出,当温度超过设定阈值时发出报警。
⑤电源模块:采用直流电源供电,确保系统稳定运行。
(4)软件设计:①主程序:负责初始化硬件资源、读取温度数据、显示温度值、判断报警状态等。
②温度读取模块:通过DS18B20与单片机之间的通信协议,读取温度值。
③显示模块:将温度值显示在LCD液晶显示屏上。
④报警模块:当温度超过设定阈值时,蜂鸣器发出报警信号。
2. 系统实现(1)硬件搭建:根据设计要求,搭建智能温度计的硬件电路。
(2)软件编程:利用C语言编写单片机程序,实现温度测量、显示、报警等功能。
(3)系统调试:对系统进行调试,确保各项功能正常。
四、实习成果1. 成功设计与实现了一款基于单片机的智能温度计。
2. 掌握了数字温度计的工作原理及设计方法。
3. 提高了单片机编程及调试能力。
4. 培养了团队协作精神,提高了综合实践能力。
单片机原理及应用课程设计报告书题目:DS18B20数字温度计姓名: 李成学号:133010220指导老师:周灵彬设计时间: 2015年1月目录1. 引言 (3)1。
1.设计意义31.2。
系统功能要求32。
方案设计 (4)3. 硬件设计 (4)4. 软件设计 (8)5。
系统调试106. 设计总结 (11)7. 附录 (12)8. 参考文献 (15)DS18B20数字温度计设计1.引言1.1. 设计意义在日常生活及工农业生产中,经常要用到温度的检测及控制,传统的测温元件有热电偶和热电阻。
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,需要比较多的外部硬件支持。
其缺点如下:●硬件电路复杂;●软件调试复杂;●制作成本高.本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为—55~125℃,最高分辨率可达0。
0625℃。
DS18B20可以直接读出被测温度值,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热点。
1.2. 系统功能要求设计出的DS18B20数字温度计测温范围在0~125℃,误差在±1℃以内,采用LED数码管直接读显示.2. 方案设计按照系统设计功能的要求,确定系统由3个模块组成:主控制器、测温电路和显示电路.数字温度计总体电路结构框图如4。
1图所示:图4.13。
硬件设计温度计电路设计原理图如下图所示,控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20,使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。
AT89C51 主 控制器 DS18B20 显示电路 扫描驱动主控制器单片机AT89C51具有低电压供电和小体积等特点,两个端口刚好满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用.系统可用两节电池供电。
AT89C51的引脚图如右图所示:VCC:供电电压。
数字温度计设计实验报告一、实验任务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-20,150度。
(2). 测量精度0.5度。
(3). 4位LED数码管显示。
通过温度传感器LM35采集到温度信号,经过整形电路送到A/D转换器,然后通过译码器驱动数码管显示温度。
ICL7107集A/D转换和译码器于一体,可以直接驱动数码管,省去了译码器的接线,使电路精简了不少,而且成本也不是很高。
ICL7107只需要很少的外部元件就可以精确测量0到200mv电压,LM35本身就可以将温度线性转换成电压输出。
综上所述,采用LM35采集信号,用ICL7107驱动数码管实现信号的显示。
故采用基于LM35与ICL7107的数字温度计设计方案。
二、原理框图传感器数码管驱A/D转化温度显示温度采集动三、电路原理及其电路组成数字温度计的设计原理图见附录1。
它通过LM35对温度进行采集,通过温度与电压近乎线性关系,以此来确定输出电压和相应的电流,不同的温度对应不同的电压值,故我们可以通过电压电流值经过放大进入到A/D转换器和译码器,再由数码管表示出来。
1、传感电路LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。
因而,从使用角度来说,LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处,LM35无需外部校准或微调,可以提供?1/4?的常用的室温精度。
LM35具有以下特点:(1)工作电压:直流4,30V;(2)工作电流:小于133μA(3)输出电压:+6V,-1.0V(4)输出阻抗:1mA 负载时0.1Ω;(5)精度:0.5?精度(在+25?时);(6)漏泄电流:小于60μA;(7)比例因数:线性+10.0mV/?;(8)非线性值:?1/4?;(9)校准方式:直接用摄氏温度校准;(10)封装:密封TO-46 晶体管封装或塑料TO-92 晶体管封装;(11)使用温度范围:-55,+150?额定范围电压输出采用下图接法:2、A/D转化器ICL7107是高性能、低功耗的三位半A\D转换器,同时包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。
重庆邮电大学通信与信息工程学院班级GJ011201小组成员徐睿2012210460李易晓2012210057张地根2012210114指导老师邓炳光数字温度计的设计与制作实验报告设计要求1,数字温度计设计与制作:利用之前绘制的“C51学习板”掌握的SCH和PCB图知识,绘制一个基于STC89C51的单片机系统,增加温度采集0~120度,温度显示要求3位整数+1位小数,电路原理图和PCB图2,SCH必须按照规范进行绘制。
3,系统还要求具备电源指示灯,外部使用MINI-USB进行5V供电,在满足要求的情况下,使用的元器件越少越好;温度采集可以用模拟或数字器件、显示可以用LCD或数码管。
4,PCB板要求使用底层走线,元器件在顶层。
5,PCB板上标识自己的学号、姓名。
6,PCB板大小,满足元器件布局的情况下,尽可能减少面积。
7,PCB审查正确后,进行单面板腐蚀的相关操作:热转印、腐蚀、钻孔、裁剪等。
元器件自行购买,然后焊接,调试,编写单片机程序,完成设计报告。
设计步骤一主要原器件的选择控制模块:STC89C52温度采集模块:DS18B20显示模块:8位共阴数码管二原理图的绘制1新建一个工程,在Altium Designer软件中的“File”选项中选择“New→Project→PCB project”,然后保存工程至文件夹中(文件名定义要规范)。
2纸张配置,在Design选项中单击左键,选择Document Options项,然后根据原理图的要求选择合适的配置。
3展开工程管理标签、元器件库。
4填写图纸信息。
(项目名称、图纸名称、版本、序号、作者。
)5元器件绘制。
1)创建元件库;2).绘制元器件;3)完善元器件属性;6.修改元器件名字;7. 同一个库中增加其他元器件;8.打开原理图库管理标签。
1)元器件放置。
2)元器件摆放、连线。
(按格点对齐。
)3)修改元器件值。
4)完成图纸。
5)生成Bom表。
三PCB图绘制1)封装设计。
实验日期:2009年7月6日~8日实验室:3—228 座位号:10 清华大学电子工程系数模混合硬件系统设计——数字温度计实验报告班级:无七九班姓名:胡聪世学号:2007011218实验日期:2009年7月6日~8日交报告日期: 2009年7月11日一、实验目的:1.解决实际问题的能力。
(方案→结果)2.电路系统的设计能力。
(模块化,EDA)3.电路系统的调试能力。
(系统调试)4.实验研究,表达能力。
(报告,结果数据处理分析,创新性见解和改进措施)二、实验题目:用热敏电阻作为温度传感器,设计一个数字温度温度计。
热敏电阻的典型特性如下表所示。
具体数据要求如下:实验的要求1. 按照上表接入所列的电阻,电路应显示相应的温度值,温度范围不得小于20~50℃,误差不的大于±2℃2.按照上表接入所列的电阻,电路应显示相应的温度值,温度范围不得小于20~50℃,误差不的大于±1℃3. 按照上表接入所列的电阻,电路应显示相应的温度值,温度范围不得小于5~70℃,误差不的大于±1℃4.* 温度范围不得小于-10~+80℃,误差不的大于±1℃,电路应能显示一昼夜的最高温度与最低的温度值。
三、实验设计:(1)总体思路:将表示温度的自然量与电阻关系,通过合理的拟合曲线,得到函数关系F1,通过构造相应的电路,得到电压与电阻的函数关系F2,F2与F1满足正比关系。
这样就可以得到将温度线性表示的电压值——容易进行相关操作。
此为电路的电阻电压线性化部分。
为了将温度通过数码管表示出来,需要通过计数器进行计数,使得数码管可以显示0~99℃的温度值。
此为温度显示计数部分。
由于数码管计数为数字量,为了能够通过比较,使得计数在何时的情况下停止,需要引进数模转换部分,将数字量变为模拟量,方便与电阻电压进行比较,此为DA 转换部分。
将上面得到的两部分比较,并在电阻电压低于数码管电压时计数,否则停止计数。
课程授课教案一、实验目的和要求1.掌握集成运算放大器的工作原理及其应用。
2.掌握温度传感器工作原理及其应用电路。
3. 了解双积分式A/D转换器的工作原理。
4. 熟悉213位A/D转换器MC14433的性能及其引脚功能。
5. 熟悉模拟信号采集和输出数据显示的综合设计与调试方法。
6. 进一步练习较复杂电路系统的综合布线和读图能力。
设计要求如下:1. 设计一个数字式温度计,即用数字显示被测温度。
数字式温度计具体要求为:①测量范围为0~100℃②用4位LED数码管显示。
二、主要仪器和设备1.数字示波器2.数字万用表3.电路元器件:温度传感器 LM35 1片集成运算放大器LM741 1片集成稳压器 MC1403 1片A/D转换器 MC14433 1片七路达林顿晶体管列阵 MC1413 1片BCD七段译码/驱动器 CC4511 1片电阻、电容、电位器若干三、实验内容、原理及步骤1.总体方案设计图1为数字温度计的原理框图。
其工作原理是将被测的温度信号通过传感器转换成随温度变化的电压信号,此电压信号经过放大电路后,通过模数转换器把模拟量转变成数字量,最后将数字量送显示电路,用4位LED数码管显示。
图1 数字温度计原理框图2. 温度传感器及其应用电路温度传感器LM35将温度变化转换为电信号,温度每升高一度,大约输出电压升高10mV。
在25摄氏度时,输出约250mV。
图2(a)、(b)图为LM35测温电路。
(a)基本的测温电路(+2°C to +150°C) (b)全量程的测温电路(−55°C to +150°C)图2(a)、(b)图为LM35测温电路LM35系列封装及引脚参见下图 3。
图 3 LM35系列封装及引脚图3.放大电路放大器使用LM 741普通运放,作为实验用数字温度计,可以满足要求;如果作为长期使用的定型产品,可以选用性能更好、温度漂移更小的OP07等型号的产品,引脚与LM741兼容,可以直接替换使用。
一、实训目的本次实训的主要目的是让我们了解数字温度计的工作原理,掌握数字温度计的组成和基本工作流程,学会使用数字温度计进行温度测量,并了解数字温度计在实际应用中的意义。
二、实训环境实训地点:XX实验室实训设备:数字温度计、温湿度传感器、示波器、电源、计算机等三、实训原理数字温度计是一种利用温度传感器将温度信号转换为数字信号的测量仪器。
它主要由温度传感器、模数转换器、微处理器、显示模块和外围电路组成。
1. 温度传感器:将温度信号转换为电信号,如热敏电阻、热电偶等。
2. 模数转换器:将温度传感器的模拟信号转换为数字信号。
3. 微处理器:对数字信号进行处理,计算出温度值。
4. 显示模块:将温度值以数字形式显示出来。
5. 外围电路:为数字温度计提供电源、时钟信号等。
四、实训过程1. 观察数字温度计的结构和组成,了解各个模块的功能。
2. 使用数字温度计进行温度测量,观察测量结果。
3. 通过示波器观察温度传感器的输出信号,分析信号特点。
4. 利用计算机软件对温度信号进行处理,分析信号变化规律。
5. 分析数字温度计在实际应用中的优缺点。
五、实训结果1. 通过观察数字温度计的结构和组成,了解了数字温度计的工作原理。
2. 使用数字温度计进行温度测量,得到了准确的测量结果。
3. 通过示波器观察温度传感器的输出信号,分析了信号特点。
4. 利用计算机软件对温度信号进行处理,得出了信号变化规律。
5. 分析了数字温度计在实际应用中的优缺点。
六、实训总结1. 通过本次实训,我们掌握了数字温度计的工作原理和组成。
2. 学会了使用数字温度计进行温度测量,提高了实际操作能力。
3. 通过示波器和计算机软件,加深了对信号处理的理解。
4. 了解了数字温度计在实际应用中的意义,为今后从事相关工作打下了基础。
5. 提出了以下几点建议:(1)在实训过程中,要注重理论学习,提高对数字温度计的理解。
(2)多动手操作,提高实际操作能力。
(3)关注数字温度计的发展动态,了解新技术、新应用。
数字温度计一.设计任务书设计一个可测量一定温度范围的数字温度计,并显示出当前温度。
二.设计要求1.基本要求(1)可测量温度范围:000.0℃~102.0℃(2)温度分辨率:0.5℃(3)测量相对误差:≤2%(4)用数码管实时显示被测温度2.提高要求(1)实现多个温度点的实时测量(2)实现温度的分档测量(3)实现零下温度测量并显示3.发挥部分(1)实现摄氏、华氏、开氏的转换并显示(2)温度过高报警三.方案讨论及元件选择1.方案概述温度传感器DS18B20是单线通信,其输出值为数字信号,将其输出的温度数据送给单片机AT89C51处理,转换为温度动态显示。
2.分步讨论(1)温度传感器本方案采用DS18B20温度传感器,其特点为:1)适应电压范围更宽,电压范围:3.0~5.5V,寄生电源方式下可由数据线供。
2)独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
3)DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温。
4)DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
5)温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃。
6)可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温。
7)在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快。
8)测量结果直接输出数字温度信号,以“一线总线”串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力。
9)负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
其管脚图为:DS18B20的引脚功能:DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地(2)动态显示通过单片机与七段显示译码器HCF4511BE结合使用实现HCF4511BE的简介如下:HCF4511BE是一个用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码器,特点:具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
小系统设计实训报告论文题目:智能温度计所属系部:电子工程系指导教师:***学生姓名:谭晓辉学号: ********程创学号: ******** 专业:电子信息工程技术西安航空职业技术学院制小系统设计实训任务书题目:智能温度计任务与要求:1、查阅数字温度计设计相关资料,熟悉数字温度计设计的原理,查阅A/D转换及传感器相关知识,画出数字温度计原理图,并编写相应的源程序。
2、使用8051单片机作为处理器,设计数字温度计设计,设定温度最高值和最低值,若采集到的温度超过设定值,发出不同声音的报警。
位数码管进行循环显示,显示实际温度值。
3、使用传感器采集室内温度参数,并进行A/D转换后,送给单片机进行处理。
4、可用按键设定上下限,当设定时显示设定状态,设定完成,即显示实时温度值。
5、并用喇叭报警。
时间:2010 年12 月19日至 2010 年 12 月 31 日共 2 周所属系部:电子工程系学生姓名:谭晓辉学号: 09202126程创学号: 09202204专业:电子信息工程技术指导教师:潘晶莹西安航空职业技术学院制摘要温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一,随着传感器在生活中的更加广泛的应用,利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发,本文设计了一种基于80C51的温度检测及报警系统。
该系统可以方便的实现温度采集和显示,并可根据需要任意设定上下限报警温度,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。
该系统设计和布线简单,结构紧凑,抗干扰能力强,在大型仓库、工厂、智能化建筑等领域的温度检测中有广泛的应用前景。
关键字:单片机;数字滤波; 80C51;辅助扩展。
目录摘要关键字1前言 (1)1.1课程设计的目的和意义 (1)1.2任务及要求 (1)2 系统总体方案及硬件设计 (2)2.1系统总体方案设计 (2)2.1.1 原理论述 (2)2.1.2 原理框图 (2)2.1.3功能模块连接简介 (3)2.2系统硬件电路设计 (3)2.2.1单片机的选择 (3)2.2.2时钟电路设计 (5)2.2.3复位电路设计 (6)2.2.3 报警电路 (7)2.2.4 温度显示电路 (7)2.2.5温度传感器 (7)3 软件设计 (10)3.1系统总体方案设计 (10)3.2程序设计 (11)3.2.1 主程序 (11)3.2.2 读出温度子程序 (12)3.2.3二进制转换BCD码命令子程序 (12)3.2.4 计算温度子程序 (13)3.2.5温度数据显示子程序 (13)4 实验仿真 (13)5系统调试 (14)5.1.软件调试 (14)6课程设计体会 (14)参考文献 (16)附1 源程序代码 (18)附2 系统电路图 (17)元器件清单 (1)使用说明 (1)1前言最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)发明的。
他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡。
后来,法国人布利奥在1659年制造的温度计,他把玻璃泡的体积缩小,并把测温物质改为水银,这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。
荷兰人华伦海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计。
随着科学技术的发展和现代工业技术的需要,测温技术也不断地改进和提高。
由于测温范围越来越广,精度要求越来越高,根据不同的要求,又制造出满足不同需要的测温仪器。
本设计采用的是温度传感器DS18B20,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9~12位的数字值读数方式。
1.1 课程设计的目的和意义通过课程设计使我进一步熟悉了单片机的内部结构和工作原理,掌握了单片机应用系统设计的基本方法和步骤;通过利用MCS-51单片机,理解单片机在自动化装置中的作用以及掌握单片机的编程调试方法;通过设计一个简单的实际应用输入控制及显示系统,掌握protues和keil以及各种仿真软件的使用。
目前温度计的发展很快,从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等,温度计中传感器是它的重要组成部分,它的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。
传感器应用极其广泛,目前已经研制出多种新型传感器。
但是,作为应用系统设计人员需要根据系统要求选用适宜的传感器,并与自己设计的系统连接起来,从而构成性能优良的监控系统。
1.2 任务及要求1、设计一个简单数字温度计,能够测量通常环境下的温度,能够实现零下温度的测量,能够测量小数。
2、使用传感器采集室内温度参数,并进行A/D转换后,送给单片机进行处理。
3、可用按键设定上下限,当设定时显示设定状态,设定完成,即显示实时温度值。
4、并用喇叭报警。
2 系统总体方案及硬件设计2.1系统总体方案设计2.1.1 原理论述由于本设计是测温电路,可以使用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行A/D 转换,将数据传入80C51单片机中,单片机处理后,通过LED 显示出当前实测温度。
通过长按按键K1时,可显现温度上限,通过按键K2,K3分别实现对上限温度的加减;再次长按按键K1时,可显示下限温度,通过K2,K3实现对下限温度的调整。
当实测温度超过上限温度值时,亮红灯并报警;当实测温度低于下限温度值时,黄灯亮并报警。
2.1.2 原理框图温度计电路设计总体设计框图如图2-1所示,控制器采用单片机80C51,温度传感器采用DS18B20,用四位LED 数码管以并口传送数据实现温度显示。
图2-1原理框图主 控 器 件 复位电路 温度采集按键电路 驱动电路 LED 显示 报警电路时钟电路2.1.3功能模块连接简介温度传感器的接口2连接单片机P3.4,用于传送数据,接口3连接电源,接口1接地;数码管的段码输入端连接单片机的P1端口,公共端接P3.0-P3.1,单片机的P0端口接上拉电阻,时钟电路连接XTAL,复位电路连接RST。
2.2系统硬件电路设计2.2.1单片机的选择单片80C51具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。
80C51主要特性与MCS-51单片机产品兼容 4K字节在系统可编程Flash存储器 1000次擦写周期全静态工作:0Hz—33MHz32个可编程I/O口线 2个16位定时器/计数器6个中断源全双工UART串行通道低功耗空闲和掉电模式掉电后中断可唤醒看门狗定时器双数据指针灵活的ISP编程 4.0---5.5V电压工作范围单片机80C51的内部结构总框图。
它可以划分为CPU、存储器、并行口、串行口、定时/计数器和中断逻辑几个部分。
80C51外部引脚功能如图2-2所示图2-2 80C51引脚图本次设计需要注意的几个端口:P0口(39—32):是一组8位漏极开路行双向I/O口,也既地址/数据总线复用口。
可作为输出口使用时,每位可吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入输入端用。
在访问外部数据存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。
在Flash编程时,PO口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求接上拉电阻。
P3口(10—17):是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,,P1的输入缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对P3口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输出端口。
作输出端口时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。
P3口除可作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,如表2.2.1-1所示:表2.2.1-1引脚功能表EA/Vpp(31):内部和外部程序存储器选择线。
EA=0时访问外部ROM 0000H—FFFFH;EA=1时,地址0000H—0FFFH空间访问内部ROM,地址1000H—FFFFH空间访问外部ROM。
本次设计EA接高电平。
XTAL1(19)和XTAL2(18):使用内部振荡电路时,用来接石英晶体和电容;使用外部时钟时,用来输入时钟脉冲。
(9):复位信号输入端。
AT89S51接能电源后,在时钟电路作用下,RST/VPD该脚上出现两个机器周期以上的高电平,使内部复位。
第二功能是V,即备用PD将为RAM提电源输入端。
当主电源Vcc发生故障,降低到低电平规定值时,VPD供备用电源,发保证存储在RAM中的信号不丢失。
2.2.2时钟电路设计80C51时钟有两种方式产生,即内部方式和外部方式。
(如图2-4所示)80C51中有一个构成内部震荡器的高增益反向放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。
这个放大器与作为反馈元件的片外石英或陶瓷震荡器一起构成自激震荡器震荡电路如图。
外接石英晶体(或陶瓷震荡器)及电容C1、C2接在放大器的震荡回路中构成并联震荡电路。
对外接电容C1、C2虽然没有非常严格的要求,但电容的大小会轻微影响震荡频率的高低、震荡工作的稳定性、起震的难易程序及温度稳定性,如果使用石英晶体,推荐使用30pF±10pF,而如果使用陶瓷谐振器建议选择40pF±10pF。
用户还可以采用外部时钟,采用外部时钟如图所示。
在这种情况下,外部时钟脉冲接到XTAL1端,既内部时钟发生器的输入端,XTAL2悬空。
由于外部时钟信号是通过一个2分频的触发器后作为内部时钟信号的所以外部时钟的占空比没有特殊要求,但最小高电平持续的时间和最大低电平持续的时间应符合产品技术条件的要求。
本次设计采用内部震荡电路,瓷片电容采用30P,晶振采用12MHZ。
图2-4震荡电路2.2.3复位电路设计容采用电容值为10μ的电解电容。
具体连接电路如图2-5所示:单片机系统的复位电路在这里采用的是上电+按钮复位电路形式,其中电阻R采用10KΩ的阻值,电图2-5复位电路2.2.3 报警电路如图2-6所示图2-6报警电路2.2.4 温度显示电路显示负号。
DS18B20●零待机功耗;●温度以9或12位数字;●用户可定义报警设置;●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;●负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装,其内部结构框图如图2-6所示。
图2-6 DS18B20原理图64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共有48位,最后8位是前面56位的CRC检验码,这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。