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基于AT89S52数字温度计报告

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单片机系统开发与应用工程实习报告

选题名称: 基于AT89S52单片机的数字温度计设计

系（院）: 计算机工程学院

专 业: 计算机科学与技术（嵌入式软件设计方向）

班 级:

姓 名: 学 号:

指导教师:

学年学期: 2009 ~ 2010 学年 第 2 学期

2010 年 5 月 30 日 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, 温度作为一种最基本的环境条件参数, 温度的测量在实际的生产、生活中具有十分重要的意义。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AT89S52，测温传感器使用DS18B20，用4位共阴极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到要求。DS18B20是一线制智能数字温度传感器,它可将温度信号直接转换成串行数字信号送给微处理器,电路简单,成本低,使用方便。其测温范围为-55~125℃，最高分辨率可达0.0625℃完全符合要求。

关键词：单片机 ; 温度计 ; AT89S52 ; DS18B20 ; LED数码管

目录

1项目设计综述 .................................................................................................................................. 2

1.1项目设计概述 ....................................................................................................................... 2

1.2项目设计要求 ...................................................................................................................... 2

1.3项目设计方案 ....................................................................................................................... 2

2 系统设计 ......................................................................................................................................... 3

2.1 框图设计 .............................................................................................................................. 3

2.2 DS18B20简介 ...................................................................................................................... 3

2.3 单片机AT89S52简介 ......................................................................................................... 5

3 硬件设计 ......................................................................................................................................... 6

3.1电路原理图 ........................................................................................................................... 6

3.2 DS18B20与单片机接口的设计 ....................................................................................... 6

3.3 显示电路接口 ...................................................................................................................... 7

3.4 其他外围电路 .................................................................................................................... 8

4 软件设计 ....................................................................................................................................... 10

4.1 程序设计流程图 ................................................................................................................ 10

4.2 程序清单 ............................................................................................................................ 11

5 系统仿真及调试 ........................................................................................................................... 15

5.1硬件调试 ............................................................................................................................. 15

5.2 软件调试 ............................................................................................................................ 15

总 结............................................................................................................................................... 16

参考文献 ........................................................................................................................................... 17

1项目设计综述

1.1项目设计概述

在生活和生产中，经常要用到一些测温设备，但是传统的测温设备具有制作成本高、硬件电路和软件设计复杂等缺点。基于AT89S52单片机的数字温度计具有制作简单、成本低、读数方便、测温范围广和测温准确等优点，应用前景广阔。

1.2项目设计要求

基于AT89S52单片机的数字温度计设计要求如下：

（1） 温度值用4位LED数码管显示

（2） 测温范围为-30℃~100℃，且测量误差不得大于±0.5℃

（3） 成品的体积、质量要尽可能小。

1.3项目设计方案

大多单片机接口输入的信号是数字信号,或有带A/D转换的高端单片机也可以输入模拟信号。由单片机获取非电信号的温度信息,必须通过温度传感器。传统的温度测量多以热敏电阻作为温度传感器。但是,热敏电阻的可靠性较差、测量温度精度低,而且还需经A/D转换成数字信号后才能由单片机进行处理。因此,使用数字温度传感器DS18B20可简化硬件设计、方便单片机读取数据、节约成本。

2 系统设计

2.1 框图设计

根据设计要求分析，基于AT89S52单片机的数字温度计由AT89S52单片机控制器、电源、显示电路、温度传感器、复位电路和时钟电路组成，系统框图如图2-1所示。电源给整个电路供电，显示电路显示温度值，时钟电路为AT89S52提供时钟频率。传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的一种智能温度传感器DS18B20，其测温范围为-55~125℃，最高分辨率可达0.0625℃，完全符合设计要求。

图2-1基于AT89S52单片机的数字温度计设计框图

2.2 DS18B20简介

DS18B20采用Dallas公司的单总线数据通信方式专有技术,单根信号线既传输时,又可双向传输数据,占用I/O口资源少,结构简单,成本低廉,便于总线扩展和维护。DS18B20采用3引脚TO-92,小体积封装形式,内部使用在板(ON2BOARD)专利技术,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。3个管脚中,GND是地信号;DQ是数据输入/输出引脚,开漏单总线接口引脚,当被用在寄生电源下,也可以向器件提供电源;VDD是可选择的VDD引脚,当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。DS18B20的测量温度范围为-55~+125℃,在-10~+85℃范围内,精度为±0.5℃,可将程序设定9~12位的分辨率。DS18B20的内部存储器包括1个高速暂存RAM和1个非易失性的、可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL以及结构寄存器。

根据DS18B20的通讯协议, MCU控制DS18B20完成温度转换要经过3

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基于AT89S52单片机的数字频率计课程设计

基于AT89S52单片机的数字频率计课程设计

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第一章 前言

频率测量是电子学测量中最为基本的测量之一。由于频率信号抗干扰性强，易于传输，因此可以获得较高的测量精度。随着数字电子技术的发展，频率测量成为一项越来越普遍的工作，测频原理和测频方法的研究正受到越来越多的关注。

1.1频率计概述

数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号、方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。传统的频率计采用测频法测量频率，通常由组合电路和时序电路等大量的硬件电路组成，产品不但体积大，运行速度慢而且测量低频信号不准确。本次采用单片机技术设计一种数字显示的频率计，测量准确度高，响应速度快，体积小等优点[1]。

1.2频率计发展与应用

在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件。单片机作为最为典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。单片机已成为电子系统的中最普遍的应用。单片机作为微型计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛。其中以AT89S52为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大，派生产品最多，基本可以满足大多数用户的需要[2]。

1.3频率计设计内容

利用电源、单片机、分频电路及数码管显示等模块，设计一个简易的频率计能够粗略的测量出被测信号的频率。 参数要求如下：

1．测量范围10HZ—2MHZ；

2．用四位数码管显示测量值； 2

第二章 系统总体方案设计

2.1测频的原理

测频的原理归结成一句话，就是“在单位时间内对被测信号进行计数”。被测信号，通过输入通道的放大器放大后，进入整形器加以整形变为矩形波，并送入主门的输入端[3]。由晶体振荡器产生的基频，按十进制分频得出的分频脉冲，经过基选通门去触发主控电路，再通过主控电路以适当的编码逻辑便得到相应的控制指令，用以控制主门电路选通被测信号所产生的矩形波，至十进制计数电路进行直接计数和显示。若在一定的时间间隔T内累计周期性的重复变化次数N，则频率的表达式为式：

基于AT89S52单片机的数字温度控制系统软件设计

基于AT89S52单片机的数字温度控制系统软件设计

科　信ｆ息ｆ产ｆ业　基于ＡＴ８９Ｓ５２单片机的数字温度控制系统软件设计　魏大慧　（吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院，吉林长春１３００２１）　摘要：随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。基于单片机设计　了数字温度测量及自动控制系统。系统由三个模块组成：温度采集模块、温度控制模块以及温度显示模块。其中温度采集模块是应用数字化温度传感　ＤＳ１８Ｂ２０进行实时测温。温度控制模块是将程序写入ＡＴ８９Ｓ５２单片机中。温度显示模块是应用ＨＤ７２７９Ａ同时驱动８位共阴式数码管显示温度值，并在温度　高于预置值时，以闪烁的形式表示报警。系统的软件设计全部采用汇编语言编写。　关键词：温度传感器；单片机；数码显示　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｓ　ａ　ｃｏｍｍｏｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｂｕｔ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｔｏ　ａｃｃｕｓｅ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ｂｅｃｏｍｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｈａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｈｅ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｕｒｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｍｏｄｕｌｅｓ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇａｔｈｅｒｉｎｇ　ｍｏｄｕｌｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｍｏｄｕｌｅ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ　ｍｏｄｕｌｅ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇａｔｈｅｒｉｎｇ　ｍｏｄｕｌｅ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ＤＳ１８Ｂ２０．Ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｎｔｒｏＨｉｎｇ　ｍｏｄｕｌｅ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＴ８９Ｓ５２　ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ　ｍｏｄｕｌｅ　ｕｓｅｓ　ＨＤ７２７９Ａ，ａｎｄ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｖａｌｕｅ，ｇｌｉｔｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｗａｒｎｉｎｇ．Ｓｙｓｔｅｍ　Ｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｕｓｅｓ　ｔｈｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｌａｎｇｕａｇｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｅｎｓｏｒ；山ｅ　ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ；ｔｈｅ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｃｏｄｅ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　１系统设计总流程　本系统的软件设计是根据实际的工艺要求　进行编写的，可以将ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器所采集　到的温度值实时送到单片机中去，再由单片机将　温度值由数码管驱动芯片ＨＤ７２７９Ａ送到数码管　显示器上，实时显示当前的温度值，并根据预置的　温度上限，当实时温度高于上限值时发出报警信　号。系统设计框图如图１所示。　２　ＤＳ１８Ｂ２０温度测量子程序　ＣＰＵ对ＤＳ１８Ｂ２０的访问流程是：先对　ＤＳＩ８Ｂ２０初始化，再进行ＲＯＭ操作命令，最后才　能对存储器操作，数据操作。ＤＳ１８Ｂ２０每一步操作　都要遵循严格的工作时序和通信协议。如主机控　制ＤＳ１８Ｂ２０完成温度转换这一过程，根据　ＤＳ１８Ｂ２０的通讯协议，须经三个步骤：每一次读写　之前都要对ＤＳ１８Ｂ２０进行复位，复位成功后发送　一条ＲＯＭ指令，最后发送ＲＡＭ指令，这样才能　对ＤＳ１８Ｂ２０进行预定的操作。　ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器接口模块，分为初始化　子程序，写人子程序及读取子程序，转换子程序等　部分组成。设计时由于每一个单片机上一个端口　只挂了一个ＤＳ１８Ｂ２０，所以不需读ＤＳ１８Ｂ２０的序　

基于DS1620和AT89C2051的数字温度计的设计

基于DS1620和AT89C2051的数字温度计的设计

第 1 页 共 3 页 基于DS1620和AT89C2051的数字温度计的设计

DS1620是一片8引脚的片内建有温度测量并转换为数字值的，他集温度传感、温度数据转换与传输、温度控制等功能于一体。测温范围：－55～＋125℃，精度为0．5℃。该芯片十分简单与衔接，实现温度的测控应用，单独做温度控制器用法时，可不用外加其他辅助元件。

引脚功能及罗列1所示。

其中：RST，CLK／CONV及DQ为三线串行通信线；DQ为数据输入输出端。当RST保持高电平，对应CLK／CONV时钟脉冲的升高沿处，DQ可按位输入各种控制命令及数据，在CLK／CONV时钟脉冲的下降沿处开头按位输出9 B温度值，分2个字节输出，最低位（LSB）在最先输出，先输出的1个字节（8 B）除以2就是摄氏温度值，后输出的1个字节（仅1 B）为温度的符号位，是0为正，是1为负。RST为低电平常结束通信，CLK／CONV保持低电平，DQ展现高阻态，但芯片内部在举行温度的测量与数字转换（即温度值的更新），这需要大约1 s的时光。

引脚THIGH为高温临界触发输出端，当所测温度高于高温临界寄存器中设定的温度TH时，该引脚由低电平变为高电平，而温度低于TH时又回到低电平；TLOW为低温临界触发输出端，其电平变幻与THIGH类似；TCOM为高／低温临界组合触发输出端；他们都可作为温度调整器的输出端，挺直控制加热或冷却设备。

DS1620内部有一个工作方式寄存器，如表1所示。

其中：DONE为温度数据转换位，为0时表示正，在转换过程中，为1表示已转换完毕；THF：高温标记位，当温度高于或等于高温临界寄存器中的设定值TH时，硬件对该位置位，但硬件不能对该位清零；TLF：

AT89S52单片机开发板设计报告

AT89S52单片机开发板设计报告

AT89S52单片机开发板设计报告

摘要

本设计以AT89S52单片机为中心控制器，由51最小系统及复位电路、电源

和USB下载模块、发光二极管模块、蜂鸣器电路、数码管显示模块、矩阵键盘模

块、点阵显示电路、继电器电路、温度传感器DS18B20模块、串口通信接口电路、

电机驱动电路、时钟芯片DS1302模块、存储器AT24C02、AD转化模块、DA转化

模块、旋转拨码开关、1602和12864液晶接口、电路外部RAM 62256模块组成。

各模块介绍

一、 AT89S522单片机及晶振电路和复位电路

如下图1-1、1-2、1-3所示，为单片机最小系统及其晶振电路和复位电路图。

图1-1 AT89S52单片机引脚图 AT89S52单片机是ATMEL公司生产的一款低功耗、高性能的CMOS 8位微控制

器，具有8K在系统可编程Flash存储器，使用该公司高密度非易失性存储器技

术制造，与MCS-51单片机兼容（引脚和指令完全兼容）。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，

看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结

构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑

操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定

时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器

被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

主要性能：

（1）与MCS-51单片机产品兼容

（2）8K字节在线系统可编程Flash存储器

（3）1000次擦写周期

（4）4.0V-5.5V工作电压

（5）全静态操作：0Hz～33Hz

（6）三级加密程序存储器

（7）256*8字节的内部数据存储器

（8）32个可编程I/O口线

（9）三个16位定时器/计数器

(10)八个中断源