基于AT89C51单片机数字温度测量与显示系统的设计和制作讲解
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基于AT89C51单片机数字温度计的设计一、项目概述在生活和生产中,人们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登缺点。
基于AT89C51的数字温度计具有制作简单、成本低、读数方便、测温范围广等优点,应用前景广泛。
二、项目要求基于AT89C51的数字温度计的具体要求如下:1.温度值用LED显示。
2.测温范围为-30~100℃,且测量误差不大于±0.5℃。
3.成品的体积、质量尽可能小。
三、设计框图及流程图1 主控制器单片机AT89S51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。
2 显示电路显示电路采用4位共阳LED数码管。
3温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它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。
DS18B20的性能特点如下:●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能;●无须外部器件;●可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;●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,其内部结构框图如下图所控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS1820,用4位共阳极LED 数码管以动态扫描法实现温度显示,电路图如图1所示:图1.电路原理图五、软件设计1.程序流程图主程序的主要是负责温度的实时显示,读出并处理DS1280测量的当前温度值,温度测量每1s进行一次。
基于AT89C51DS18B20的数字温度计设计一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器的数字温度计设计。
我们将详细介绍如何利用这两种核心组件,结合适当的硬件电路设计和软件编程,实现一个能够准确测量和显示温度的数字温度计。
This article aims to explore the design of a digital thermometer based on AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor. We will provide a detailed introduction on how to utilize these two core components, combined with appropriate hardware circuit design and software programming, to achieve a digital thermometer that can accurately measure and display temperature.我们将对AT89C51微控制器和DS18B20数字温度传感器进行简要介绍,包括它们的工作原理、主要特性和适用场景。
然后,我们将详细阐述硬件电路的设计,包括微控制器与温度传感器的连接方式、电源电路、显示电路等。
We will provide a brief introduction to the AT89C51 microcontroller and DS18B20 digital temperature sensor, including their working principles, main characteristics, and applicable scenarios. Then, we will elaborate on the hardware circuit design, including the connection method between the microcontroller and temperature sensor, power circuit, display circuit, etc.在软件编程方面,我们将介绍如何使用C语言对AT89C51微控制器进行编程,实现温度数据的读取、处理和显示。
基于AT89C51的温度监测系统设计【摘要】本文设计的硬件电路可以对温度进行实时监测并在温度异常时发出警报。
该电路采用以AT89C51为核心的主控芯片,并且包含了传感器数据采集模块、温度显示模块、报警模块以及复位模块等电路。
其中,温度显示模块通过LCD1602液晶显示器对温度进行实时显示;传感器数据采集电路采用DS18B20单总线型温度传感器。
该系统电路设计简单,工作性能稳定,硬件成本低廉,灵敏度高。
【关键词】AT89C51;DS18B20;LCD1602;温度传感器;实时监测1.引言温度的监测在现代工业生产以及日常生活中的应用愈来愈广泛,并且在某些领域也发挥着愈来愈重要的作用。
在很多生产过程中,温度的监控与生产安全、生产效率、产品质量、能源节约等方面有着紧密的联系。
目前,传感器已成为衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。
而本文正是结合温度传感器与单片机所做的设计,该设计对温度的监测可广泛应用于食品、化工、机械等方面。
2.系统整体设计结合温度监控器在实际应用的要求,为实现温度的实时监测以及报警的功能,本文采用以下电路模块对系统硬件进行设计:主控芯片:选用AT89C51单片机作为整个系统的控制器;显示模块:选用LCD1602液晶显示器作为系统的显示电路;温度采集模块:选用DS18B20温度传感器作为系统的温度采集电路;报警模块:采用蜂鸣器与发光二极管作为系统的报警电路。
综上所述,该硬件电路的系统框图如图1所示。
3.系统硬件设计系统的整体硬件设计图如图2所示。
3.1 主控电路的设计该模块是系统的核心控制部分,其主要任务是通过接口将获得的数据进行处理。
本系统采用的AT89C51是美国ATMEL公司的一种高效微控制器。
此单片机具有以下功能:4k字节Flash闪速储存器、128字节内部随机数据存储器(RAM)、32个I/O口线,而且它还与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
故而,这种低电压、高性能CMOS8位单片机可灵活应用于多种场所。
科 技 天 地58INTELLIGENCE基于AT89C51单片机的数字温度计的设计与研究长春职业技术学院 丁 磊 佟 彤摘 要:随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现.能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
本文将介绍一种基于AT89C51单片机数字温度计,本温度计具有以下创新功能:高低温告警、温度储存、温度自动调节。
关键词:单片机 数字温度控制 AT89C51 DS18B20一、概述随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能够独立工作的温度检测和显示系统被应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差。
与传统的温度计相比,本项目设计的数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。
该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,应用前景广泛。
二、设计方案选用AT89C51型单片机作为主控制器件,DS18B20作为测温传感器,通过4个共阳极LED 数码管串口传送数据,实现温度显示。
通过DSl8820直接读取被测温度值,进行数据转换,该器件的物理化学性能稳定,线性度较好,在-30℃~150℃最大误差小于正负0.5℃。
该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。
另外,该温度计还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。
1.单片机的选择AT89C51单片机作为该系统设计的核心元器件。
该元器件是Intel 公司生产的5l 系列单片机中最典型的产品,采用了可靠的高性能CMOS 8位工艺制造技术的单片机。
AT89C2051是一种带2K 字节闪烁可编程可擦除100次的只读存储器的单片机。
它不仅结合了HMOS 的高速和高密度技术及CHMOS 的低功耗特征,而且继承和扩展了MCS 一48单片机的体系结构和指令系统。
一、摘要我们介绍的是一种基于单片机控制的数字温度报警,本温度系统具有多功能性,即可以当数字温度计使用,显示当前环境温度,又可以作为报警器使用,设置报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警,并采取措施使温度下降。
该温度报警系统控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使DS18B20,用2位共阳极LED数码管,实现温度显示,能准确达到以上要求。
二、设计方案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、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。
温度报警系统电路设计总体设计方框图如图1所示1、单片机主板电路单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点,该模块包括中央处理CPU -AT89C51、时钟电路及复位电路;图2复位电路图3 时钟电路2、DS18B20温度传感器与单片机的接口电路DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它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。
DS18B20是采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。
该电路完成了信号的采集、转换和传输。
图43、上下限报警调整电路分别调整温度的上下限报警设置,有“+“、”“-”、“确定”等键图5上下限报警调整电路4、温度显示电路显示当前测得的温度,数码管采用74LS247驱动图6温度显示电路5、报警电路当环境温度超过设定温度时,蜂鸣器鸣叫,红灯点亮,发生报警;当人员发现警报时,可按图8中的按钮,暂时中断蜂鸣器的鸣叫。
基于AT89C51单片机的实时温度测量系统的设计班级:测控091班2012/12/22 Saturday基于AT89C51单片机的实时温度测量系统的设计一、设计目的1、更加深入地熟悉单片机内部的结构以及各部分工作过程。
2、熟悉单片机的系统开发方法与步骤。
3、熟悉Protuse 仿真和Keil 编程的使用。
4、了解DS18B20的工作方式和过程。
二、 设计工具Protuse 仿真软件,Keil 编程软件 三、 数字温度传感器DS18B20DS18B20数字温度传感器是美国Dallas 半导体公司生产的总线式智能数字温度传感器。
功能和特点:1. 独特的单线接口方式,它将地址线、数据线、控制线合为一根,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。
2. 测温范围-55℃~+125℃,固有测温分辨率0.5℃。
3. 支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现多点测温。
4. 工作电源:3~5V/DC5. 在使用中不需要任何外围元件。
6. 测量结果以9~12位数字量方式串行传送。
7. 用户可自设定非易失性的报警上下限值,报警搜索命令可以识别哪片DS18B20温度超限。
序号 名称 引脚功能描述 1 GND 地信号。
2 DQ 数据输入/输出引脚。
3V DD可选择的V DD 引脚。
一般接3V-5V8、DS18B20的应用电路DS18B20测温系统具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。
下面就是DS18B20几个不同应用方式下的测温电路图:8.1、DS18B20寄生电源供电方式电路图如下面图4所示,在寄生电源供电方式下,DS18B20从单线信号线上汲取能量 独特的寄生电源方式有三个好处: 1)进行远距离测温时,无需本地电源2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM 3)电路更加简洁,仅用一根I/O 口实现测温 要想使DS18B20进行精确的温度转换,I/O 线必须保证在温度转换期间提供足够的能量,只靠图44.7K 上拉电阻就无法提供足够的能量,会造成无法转换温度或温度误差极大。
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 -Design of Digital Thermomer Based on SCMAbstractAlong with national economy development, the people need to each heating furnace、the heat-treatment furnace、in the reactor and the boiler the temperature carry on the monitor and the control. Not only uses the monolithic integrated circuit to come to them to control has the control to be convenient, simple and flexibility big and so on merits, moreover may enhance large scale is accused the temperature technical specification, thus can big enhance the product the quality and quantity.In daily life and industrial production process, often used in the detection and control of temperature, temperature is the production process and scientific experiments in general and one of the important physical parameter. In the production process, in order to efficiently carry out the production, to be its main parameters, such as temperature, pressure, flow control, etc... Temperature control in the production process of a large proportion. Temperature measurement is the basis of temperature-controlled, more mature technology.Traditional thermocouple and temperature components are the second resistor.The thermocouple and thermal resistance are generally measured voltage, and then replaced by the corresponding temperature, these methods are relatively complex, requiring a relatively large number of external hardware support. We use a relatively simple way to measure. We use the United States following DALLAS Semiconductor DS1820 improved after the introduction of a smart temperature sensor DS18B20 as the detection element, a temperature range of -55 ~ 125 º C, up to a maximum resolution of 0.0625 º C. DS18B20 can be directly read out the temperature on the north side, and three-wire system with single-chip connected to a decrease of the external hardware circuit, with low-cost and easy use.The introduction of a cost-based AT89C51 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor, measuring scope 0℃-~+100℃,can set the warning limitation, the use of seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.Keywords:Temperatur measurement;DS18B20; AT89C51- II -目录摘要......................................... . (I)Abstract (II)第1章绪论 (5)1.1课题背景及研究意义 (5)1.2国内外现状 (5)1.3课题的设计目的 (6)1.4课题的主要工作 (6)1.5本文研究内容 (6)第2章开发工具Proteus与Keil (8)2.1 Proteus软件 (8)2.1.1 Proteus简介 (8)2.1.2 4大功能模块 (8)2.1.3 ISIS智能原理图输入系统 (10)2.1.4 Proteus简单应用 (10)2.2 Keil软件 (11)2.2.1 Keil软件简介 (11)2.2.2 Keil软件调试功能 (11)2.3本章小结 (12)第3章系统概述 (13)3.1方案选择 (13)3.1.1方案一 (13)3.1.2方案二 (14)3.2系统设计原理 (14)3.3系统组成 (14)3.4 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (15)3.5本章小结 (16)第4章系统硬件设计 (17)4.1 80C51单片机的介绍 (17)4.1.1 80C51单片机主要特性 (18)4.1.2 80C51单片机管脚图 (19)4.1.3 80C51单片机的中断系统 (21)4.1.4 80C51单片机的定时/计数器 (21)4.2 LCD液晶显示器简介 (21)4.2.1液晶模块简介 (22)4.2.2液晶显示部分与89C51的接口 (23)4.3通讯模块 (24)4.4 DS18B20介绍 (25)4.4.1温度传感器工作原理 (25)- III -4.4.2 DS18B20相关介绍 (27)4.4.3 DS18B20使用中的注意事项 (28)4.5本章小结 (28)第5章系统软件设计 (29)5.1主程序设计 (29)5.2 DS18B20初始化 (30)5.3数据测试 (31)5.4仿真结果 (31)5.5本章小结 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录A (37)附录B (44)附录C (49)附录D (50)- IV -第1章绪论1.1课题背景及研究意义随着新技术的不断开发与应用,近年来单片机发展十分迅速,一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起,单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。
基于AT89C51单片机的数据采集系统的设计一.温度测量与显示系统的概述(一)本设计任务和主要内容本论文主要研究单片机控制的温度器,分别对测量、显示及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。
主要内容如下:当温度在安全范围内无任何动作。
当温度高于设置报警的上限值时风扇转同时红色led亮,当低于时继电器以留出接口,常闭和常开,用来连接设备以便使用(二).主要芯片的介绍本课题采用单片机AT89C51控制的数字温度测量与显示系统,其功能的实现主要通过软件编程来完成,采用单片机AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS 型8位单片机。
片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。
且AT89C51的使用寿命很长,数据保留时间也较长,可以达到十年的时间。
就是因为这一些类的特性,与优点。
所以本次设计我才会选择使用这一类的单片机来作为我实现此系统的工具。
附:AT89C51主要引脚及功能:二.系统主要硬件电路设计主要对课程设计的题目进行了分析,根据要实现的功能,综合比较几种设计方法,提出了实现系统功能的最佳方案。
本设计是一个数字温度控制系统,能测量温度,并能在超限的情况下进行控制、调整,并报警。
该系统采用MCS-51系列单片机AT89C51作为控制核心,该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。
由于用了单片机,使其技术比较成熟,应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少,便于控制和实现。
整个系统具有极其灵活的可编程性,能方便地对系统进行功能的扩张和更改。
MCS-51单片机特点如下:原理框图如图所示:原理框图(二)单片机主机系统电路AT89C51单片机是属于51系列单片机里的。
它的内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS 8位微处理器。
AT89C51单片机还与Intel MCS-51系列单片机的输出管脚和指令相互兼容。
由于AT89C51将多功能8位CPU 和闪速存储器结合在单个的芯片里,所以,AT89C51构成的单片机系统是所有系统里结构最简便,价格最便宜,使用效率最高的控制系统,它还节省了外部的RAM与ROM和接口器件,削减了硬件方便的开销。
基于AT89C51单片机的数字温度测量及显示系统的设计和制作系部: 电子与通信工程系班级:电信11C1姓名:蔡华学号: 112221101指导教师:周步新2013年 3月 1 日目录摘要 (1)引言 (2)一.温度测量及显示系统的概述 (3)(一)本设计任务和主要内容 (3)(二)主要芯片的介绍 (3)二.系统主要硬件电路设计 (4)(一)方案论证 (5)(二)单片机主机系统电路 (7)三.温度传感器的选择 (8)(一)采用DS18B20温度传感器 (8)(二) DS18B20的管脚排列 (10)四显示器的选择 (11)(一)1602显示器 (12)五温度控制电路的设计…………………………………………第13-14页六系统的控制 (14)(一)温控电路及报警电路的控 (15)(二)LCD显示电路的控制 (16)五.总结 (17)六.参考文献 (18)七.致谢 (19)附录元器件清单 (20)基于单片机数字温度测量及显示系统原理图 (21)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。
本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。
本文采用单片机来实现对温度的控制。
它的主要组成部分有:AT89C51单片机、显示器、传感器、显示电路、温度控制电路。
它可以实时的显示和设定温度,实现对温度的自动控制。
通过测试表明,本设计对温度的控制有方便、简单的特点,从而大幅提高了被控温度的技术指标。
此设计精确度较高,可以很好地测量出温度并显示出来!本系统电路简单、调试简单,具有一定的使用价值!关键词:单片机;显示器;传感器;AT89C51;引言科技的快速发展使得单片机技术已经普及到我们的生活的各个领域,单片机技术已经成为一种比较成熟的技术。
我在本文中将介绍一种基于单片机控制的数字温度器,此温度器属于多功能温度器,可以设置上下报警温湿度,当温湿度不在设置范围内时,可以报警并且进行控制温度的控制和使用已经广泛应用于人们的生产和生活中,人们使用温度器来采集温度,通过人工操作加热和降温来控制温度,这样不但能控制精度低、实时性差的缺点,而且操作人员的劳动强度大。
即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器,但由于其互换性差,效果也不理想。
在某些行业中对温度的要求较高,由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。
对工业生产可靠进行造成影响,甚至操作人员的安全。
为了避免这些缺点,需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。
本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制,以其测量精度高,操作简单。
可运行性强,设计简便等优点,特别适用于生活,医疗,工业生产等方面的温度测量及控制。
本设计是一个数字温度测量及控制系统,并能在超限的情况下进行控制、调整,并报警。
保证环境保持在限定的温度中。
使用方便,设计简单。
可控制性强。
本设计和好的融合了温度传感器,LED显示器,A T89C51等功能!一.温度测量与显示系统的概述(一)本设计任务和主要内容本论文主要研究单片机控制的温度器,分别对测量、显示、报警及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。
主要内容如下:当温度在安全范围内无任何动作。
当温度高于设置报警的上限值时风扇转同时红色led亮,当低于时继电器以留出接口,常闭和常开,用来连接设备以便使用(二).主要芯片的介绍本课题采用单片机AT89C51控制的数字温度测量与显示系统,其功能的实现主要通过软件编程来完成,采用单片机AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。
片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。
且AT89C51的使用寿命很长,数据保留时间也较长,可以达到十年的时间。
就是因为这一些类的特性,与优点。
所以本次设计我才会选择使用这一类的单片机来作为我实现此系统的工具。
附:AT89C51主要引脚及功能:二.系统主要硬件电路设计(一)方案论证主要对课程设计的题目进行了分析,根据要实现的功能,综合比较几种设计方法,提出了实现系统功能的最佳方案。
本设计是一个数字温度控制系统,能测量温度,并能在超限的情况下进行控制、调整,并报警。
该系统采用MCS-51系列单片机AT89C51作为控制核心,该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。
由于用了单片机,使其技术比较成熟,应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少,便于控制和实现。
整个系统具有极其灵活的可编程性,能方便地对系统进行功能的扩张和更改。
MCS-51单片机特点如下:原理框图如图所示:原理框图 具体工作指标正常工作范围:-5℃~60℃ 误差:<1℃(二)单片机主机系统电路AT89C51单片机是属于51系列单片机里的。
它的内部自带2K 字节可编程FLASH 存储器的低电压、高性能COMS 8位微处理器。
AT89C51单片机还与Intel MCS-51系列单片机的输出管脚和指令相互兼容。
由于AT89C51将多功能8位CPU 和闪速存储器结合在单个的芯片里,所以,AT89C51构成的单片机系统是所有系统里结构最简便,价格最便宜,使用效率最高的控制系统,它还节省了外部的RAM 与ROM 和接口器件,削减了硬件方便的开销。
节省了制造成本,提高了系统的性价比。
单片机主机系统图根据设计的要求,要利用温度传感器实时温度。
当温度高于设定的温度时(60℃),当温度高于设置报警的上限值时风扇转同时红色led亮,当低于时继电器以留出接口。
同时要求能设定温度。
毕业设计的主要任务是能对温度进行自动的检测和控制。
设计中采用单片机来控制温度,因此要有温度的显示电路,温控电路,报警电路等几个部分。
要实现系统的设计要用到的知识点有单片机的原理及其应用,温度传感器的原理和应用,及显示电路的设计等。
三温度传感器的选择(一)采用DS18B20温度传感器DS18B20主要由四部分组成:温度传感器、配置寄存器、64位ROM、非挥发的温度报警触发器TH和TL。
DS18B20数字温度传感器,亦可称作“一线器件”,它具有以下的几个优点:1)测量的范围广-55℃——125℃。
2)使用的过程中不需要别的外围元件。
3)DS18B20的接口方式它是单总线。
DS18B20与微处理器连接的时候仅仅只需要一条线。
单总线有以下几个特点:经济、可以抗干扰、使用方便、在恶劣环境下页可以测量出现场的温度。
4)供电方式多种多样。
5)可以实现多点测温。
6)DS18B20的测量分辨率科以达到9—12位。
7)负压特性电源极接反时,温度器不会因为发热而烧掉,但是却不能正常工作。
8)DS18B20还具有掉电保护功能,在系统掉电以后它仍可以保护分辨率及报警温度的设定值。
DS18B20还具有体积小、适用电压更宽、更经济等优点。
适合于构建自己的测温系统。
DS18B20的引脚排列:GND:电源接地。
VDD:外接电源输入端。
DQ:数字信号端。
(二)DS18B20的管脚排列如图所示。
DS18B20的管脚排列图DS18B20有六条控制命令,如表所示:表 DS18B20控制命令在硬件上,DS18B20与单片机的连接有两种方法,一种是VCC与外部电源连接,GND 接地,I/O与单片机的I/O线相连;另一种是用寄生电源供电,此时UDD、GND接地,I/O接单片机I/O。
如图所示:温度传感器DS18B20原理图四显示器的选择(一) LED1602显示器工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符。
虽然LCD显示器的价格比数码管要贵。
但是它有一个非常本质的优点就是它的显示效果好,所以采用LCD 作为显示器。
(二)LCD引脚图1602有16个引脚:1602显示质量高,功耗小。
与单片机的连接如图所示。
J2sbit rs=P2^7;//LCD数据/命令选择端(H/L)sbit rw=P2^6;//LCD读/写选择端(H/L)sbit en=P2^5;//LCD使能控制uchar code table[]={"STC89C52+DS18B20"};//液晶固定显示部分五温度控制电路的设计图:温度控制电路实际电路如图所示,通过按键设定温度的上下限。
把实际测量的温度和设定的上下限进行比较。
来控制P1.1、P01.2、P2.0端口的高低电平。
把P1.1、P01.2、P2.0端口分别与三极管的基极连接来控制温度和报警。
#include<reg52.h>#define uchar unsigned char //宏定义#define uint unsigned intsbit DQ = P1^0;sbit k1=P3^1;sbit k2=P3^2;sbit k3=P3^3;sbit beep=P2^0;sbit js=P1^2;sbit jx=P1^0;uchar temp_value,num,t,s1num; //温度值uchar htemp=60,ltemp=-5; //温度上下线初始化bit yyp=1,lalarm=0六系统的控制本章对系统的硬件控制进行概述。
分别对温度控制电路,报警电路及LCD液晶显示电路进行说明。
(一)温控电路及报警电路的控制单片机的P1.1、P01.2、P2.0分别与三极管的基极连接来控制控制温度和报警。
只要控制单片机的P1.1、P01.2、P2.0口的高低电平就可以控制模拟电路的工作。
图:温度控制和报警(二)LCD显示电路的控制把8根数据线和P0口连接,把3根控制线和P2.5、P2.6、P2.7连接。
给VCC端D1加上+5V的电压,GND端接地。
总结:本次设计的软件是以AT89C51为主,是利用了软件和硬件互相结合的自动控制温度的经典例行。
在当今社会单片机的运用已经实践到了我们的生活和生产中,我们也学会了用单片机来控制一些类的模拟电路。
这次的设计也是用单片机来控制的温度。
在这个设计里,我实现了用单片机来改变了我们传统的对温度的控制方法,这一设计为控制温度开辟了另一条的道路。
据现在我们国家的科技和工业水平的发展,这个实物的设计很符合工业生产的需求,不铺张浪费。
不仅可以实现我国工业化的发展,更可以拓展我们自己的知识面。
经过四个多月的方案论证、系统的硬件和软件的设计以及系统的调试。
我还查阅了大量有温度传感器、单片机及其接口电路、控制方面的理论。
经过了一番特殊的体验后,不仅经历了失败的痛苦,也尝到了成功的喜悦。
这是我第一次靠用所学的专业知识来解决问题。
通过这一事件可以检查了自己的知识水平,让我对自己有一个全新的认识。
通过这次毕业设计,我锻炼了自己分析问题处理问题的能力,页提高了自己的动手能力。
这些培养和锻炼的机会对于我们这些即将毕业走向工作岗位的大学生来说,是非常重要的,也是非常重要的经验和财富这次毕业设计基本的完成了任务书的要求,实现了温度的控制与显示。