单片机课程设计报告 数字温度计
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标题:基于单片机的数字温度计课程设计一、概述在现代电子科技飞速发展的今天,单片机技术已经渗透到各行各业。
而在电子课程设计中,基于单片机的数字温度计课程设计是一项常见而且具有挑战性的任务。
本文将探讨基于单片机的数字温度计课程设计的相关内容。
二、课程设计目标1、理解单片机的工作原理和基本架构;2、掌握温度传感器的工作原理和应用;3、设计并实现一个数字温度计系统;4、对系统进行实验验证并调试。
三、课程设计内容1、单片机基础知识的学习通过学习单片机的基本原理、指令系统、编程语言等内容,理解单片机的工作方式及其在数字温度计设计中的应用。
2、温度传感器的选型和原理学习选择并了解适合数字温度计设计的温度传感器,掌握其工作原理和接口特性,为后续的系统设计奠定基础。
3、数字温度计系统设计根据所学知识,设计数字温度计系统的硬件和软件部分。
硬件设计包括电路连接和元器件选取,软件设计包括程序编写和逻辑控制。
4、系统调试和优化对设计好的数字温度计系统进行实验验证,检查并解决可能存在的问题,优化系统的性能和稳定性。
四、课程设计实施步骤1、学习单片机基础知识可以通过课堂教学、实验操作和参考书籍资料等方式进行学习。
要求学生掌握单片机的基本原理和编程方法。
2、温度传感器的选型和原理学习在实验室或者实际应用中选择适合的温度传感器,并深入了解其工作原理和使用要求。
3、数字温度计系统设计学生按照课程要求,独立或者分组设计数字温度计系统的硬件和软件部分,包括原理图设计、程序编写、电路连接等。
4、系统调试和优化学生在实验室进行系统调试,检查系统的功能是否符合设计要求,发现问题并解决。
优化系统的性能和稳定性。
五、课程设计评价1、设计方案的完整性和可行性对学生提交的设计方案进行评价,要求其具有一定的完整性和可行性,考察学生的设计能力和实际应用能力。
2、实验结果的准确性和稳定性对学生进行实验验证,检查实验结果的准确性和系统的稳定性,考察学生的实验操作能力和问题解决能力。
单片机课程设计报告基于单片机的数字温度计设计1 绪论 2 方案设计 3 系统的硬件设计3.1 主控制器 3.2 显示电路3.3 温度传感器工作原理 3.4 温度传感器接口电路 4 系统的软件设计4.1 主程序4.2 温度测量4.2.1 初始化DS18B20 4.2.2 等待应答信号 4.2.3 DS18B20读字节 4.2.4 DS18B20写字节 4.2.5 启动温度测量 4.2.6 读取测量结果 4.2.7各算法流程图 4.3 数码管显示 5 系统的测试与总结 参考文献 附录1 原理图附录2 源程序清单源程序清单1 绪 论随着人们生活水平的不断提高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,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单片机技术入手,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,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
制方向发展。
现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长,而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。
在三大信息信息采集在三大信息信息采集((即传感器技术即传感器技术))、信息传输信息传输((通信技术通信技术))和信息处理(计算机技术计算机技术))中,传感器属于信息技术的前沿尖端产品,传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感尤其是温度传感器技术,在我国各领域已经引用的非常广泛,在我国各领域已经引用的非常广泛,可以说是渗透到社会的每一个可以说是渗透到社会的每一个领域,人民的生活与环境的温度息息相关,人民的生活与环境的温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量在工业生产过程中需要实时测量温度,在农业生产中也离不开温度的测量,在农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装置因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
惠州学院HUIZHOU UNIVERSITY单片机课程设计设计题目系别专业班级学号学生姓名指导教师完成时间年月目录一.课题设计任务与要求。
-------------------------------------------------------- 二.对于课题的总体构想。
-------------------------------------------------------- 三.DS18B20温度传感器简介。
-------------------------------------------------------- 四.系统总仿真电路。
-------------------------------------------------------- 五.总程序。
-------------------------------------------------------- 六.心得体会。
-------------------------------------------------------- 七.参考文献。
---------------------------------------------------一、设计任务与要求设计任务:利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。
设计要求:利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。
其温度测量范围为-55~125℃,精确到0.5℃。
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。
数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机89C51,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。
从温度传感器DS18B20可以很容易直接读取被测温度值,进行转换即满足设计要求。
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位的数字读数方式。
一、硬件电路设计(一)、硬件电路设计方案硬件电路的单片机芯片采用A T89C51芯片,进行数据处理。
数据采集部分的传感器采用DS18B20芯片数字温度传感器。
总线驱动使用ZLG7290B 芯片,用六位七段LED 数码显示器显示测量的温度值,键盘按键S1实现测量控制,按下按键S1则刷新测量的温度值。
系统硬件总体框图:(二)、芯片介绍 1、AT89C51芯片AT89C51是一种带4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM —Flash Programmable and Erasable Read Only Memory )的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器,A T89C2051是它的一种精简版本。
A T89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图所示。
2、DS18B20芯片(1) DS18B20简介DS18B20是由美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器芯片。
与传统的热敏电阻有所不同,DS18B20可直接将被测温度转化为串行数字信号,以供单片机处理,它还具有微型化、低功率、高性能、抗干扰能力强等优点。
通过编程,DS18B20可以实现9~12位的温度读数。
信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出,因此从微处理器到DS18B20仅需连接一条信号线和地线。
读、写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供,而不需要外部电源。
(2) DS18B20的引脚功能DS18B20的引脚(图7-10),其功能如表7-8所示。
通信工程学院课程设计任务书题目DS18B20数字温度计设计课程名称单片机原理及应用B专业班级学生姓名学号设计地点指导教师设计起止时间:年月日至年月日目录一、绪论 (2)1.1 设计目的 (2)1.2设计内容 (2)1.3设计要求 (2)二、基本设计 (3)2.1 基本思路 (3)2.2系统设计原理…………………………………………………………………………….,32.3系统组成 (3)三、系统硬件设计 (6)3.1系统电路接线图 (6)3.2 主系统 (6)3.3 显示电路LM016L (9)3.4 蜂鸣器报警 (10)3.5 DS18B20传感器 (10)四、系统软件设计 (14)4.1具体步骤和设计内容 (14)4.1程序流程图................................................................................................. ..1234.2源程序清单.................................................................................................... 16.五、结果验证5.1测试结果 (23)5.2仿真结果 (23)六、学习小结错误!未定义书签。
、参考文献……………………………………………………………绪论1.1 设计目的1.掌握单总线协议的基本特点及通信过程;2. 掌握数字温度传感器DS18B20的基本特点及单总线控制协议;3. 掌握单片机IO端口模拟单总线时序控制程序的编写方法;4.掌握LCD液晶显示器的显示驱动方法。
1.2设计内容(1)基本内容:在nKDE51单片机实验教学系统上,利用DS18B20数字温度传感器连续测试环境温度,对测试数据进行处理计算,在RT-1602字符点阵LCD上实时显示环境温度值;(2)附加内容:实现环境温度越限告警功能。
课程设计报告书---数字温度计一、选题背景本实验课题是基于AT89C51单片机设计一个温度范围为-20-80℃,分辨率<±0.5℃的数字温度计。
设计实验中,考虑到A/D转换以及放大电路等各种因素,我组采用DS18B20温度传感器,在数码管显示方面,我们采用了LCD1602数码管。
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。
DS18B20测温原理如图1所示。
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。
高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变,所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。
LCD1602的8根数据线和3根控制线E,RS和R/W与单片机相连后即可正常工作。
一般应用中只须往LCD1602中写入命令和数据,因此,可将LCD1602的R/W读/写选择控制端直接接地,这样可节省1根数据线。
VO引脚是液晶对比度调试端,通常连接一个10kΩ的电位器即可实现对比度的调整;也可采用将一个适当大小的电阻从该引脚接地的方法进行调整,不过电阻的大小应通过调试决定.LCD1602的引脚图见下图2.图1.DS18B20原理图图2.LCD1602引脚图二、方案论证(设计理念)DS18B20温度传感器具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点,同时,它也具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样的特点。
实验要求用到A/D转换,DS18B20正好对应的就是数字信号输出。
因为我们需要显示的内容并不是很多,所以我们决定使用LCD1602显示屏,它是2行每16字符/行的显示屏,规划第一行显示温度,第二行显示温度是否超过阈值。
LCD1602的使用也非常简单方便。
整体来说该实验并不是很复杂,所以我们用到的程序以及设备也不会很麻烦,构思起来也比较清晰。
三、过程论述我们首先着力的是Keil程序编写,主要程序见图3。
单片机数字温度计课程设计总结一、引言温度是物体分子热运动的表现,对于很多应用场合来说,准确地测量和监控温度是非常重要的。
在本次课程设计中,我们使用单片机设计了一个数字温度计,能够实时测量环境温度并将其显示在数码管上。
本文将对该课程设计进行总结和归纳。
二、设计思路1. 硬件设计:我们使用了传感器、单片机和数码管等硬件元件。
传感器用于感知环境温度,单片机负责数据处理和控制,数码管用于显示温度数值。
2. 软件设计:我们使用C语言编写了相应的程序。
程序的主要逻辑是通过单片机与传感器进行通信,获取温度值并进行转换,然后将转换后的数值通过数码管进行显示。
三、硬件设计1. 传感器选择:在本次设计中,我们选择了NTC热敏电阻作为温度传感器。
它的电阻值随温度的变化而变化,通过测量电阻值的变化即可得到环境温度。
2. 单片机选择:我们选择了常用的STC89C52单片机作为控制核心。
它具有较高的性价比和丰富的资源。
3. 数码管选择:我们选择了常见的共阳极数码管,它能够直观地显示温度数值。
四、软件设计1. 数据采集:首先,我们需要通过AD转换将传感器输出的模拟信号转换为数字信号。
然后,我们将数字信号转换为温度值,根据传感器的特性曲线进行适当的校准。
2. 数据处理:接下来,我们需要对采集到的温度值进行处理,例如进行单位转换或滤波处理,以获得更加准确和稳定的结果。
3. 数据显示:最后,我们将处理后的温度值通过数码管进行显示。
为了方便观察,我们还可以添加一些提示信息,例如温度单位或警告标识。
五、调试和测试在设计完成后,我们需要进行调试和测试,以确保温度计能够正常工作。
首先,我们可以通过改变环境温度来验证温度计的测量准确性。
其次,我们还可以通过与其他温度计进行对比来验证其稳定性和精度。
六、设计优化和改进在实际使用过程中,我们可以根据需求进行进一步的优化和改进。
例如,我们可以添加温度报警功能,当温度超过设定阈值时,温度计能够及时发出警报。
基于单片机数字温度计课程设计
基于单片机的数字温度计课程设计是一个非常有趣和实用的项目。
首先,我们需要选择合适的单片机,比如常用的Arduino或者STM32等。
然后,我们需要选择合适的温度传感器,比如LM35或者DS18B20等。
接下来,我们可以按照以下步骤进行课程设计:
1. 硬件设计,首先,我们需要将单片机和温度传感器连接起来,这涉及到电路设计和焊接。
我们需要确保电路连接正确,传感器能
够准确地读取温度,并且单片机能够正确地接收并处理传感器的数据。
2. 软件设计,接下来,我们需要编写单片机的程序,以便能够
读取传感器的数据,并将其转换为数字温度值。
我们可以使用C语
言或者Arduino的编程语言来实现这一步骤。
在程序设计中,需要
考虑到温度的单位转换、数据的精度等问题。
3. 显示设计,我们可以选择合适的显示设备来展示温度数值,
比如数码管、液晶显示屏或者OLED屏幕等。
在设计中,我们需要考
虑到显示的清晰度、易读性以及节能等因素。
4. 功能扩展,除了基本的温度显示功能,我们还可以考虑对数
字温度计进行功能扩展,比如添加报警功能、数据存储功能或者远
程监控功能等,这些功能的添加可以提升数字温度计的实用性和趣
味性。
5. 测试与优化,最后,我们需要对设计的数字温度计进行测试,并不断优化,确保其稳定可靠、准确无误地显示温度。
总的来说,基于单片机的数字温度计课程设计涉及到硬件设计、软件设计、显示设计、功能扩展、测试与优化等多个方面,学生可
以通过这样的课程设计项目,全面提升自己的电子设计和编程能力,同时也能够实现一个实用的数字温度计产品。
单片机课程设计报告-数字温度计设计2009年6月15日摘要在这个信息技术飞速发展的时代,单片机作为最经典的微控制器之一,已经广泛应用于我们的生活、工作、科研等各个领域,并已成为一项相对成熟的技术。
作为自动化专业的学生,我们已经学习了单片机,应该把它熟练地应用到我们的生活中。
本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计。
该温度计属于多功能温度计,可上下设置报警温度,当温度不在设定范围内时报警。
本文设计的数字温度计具有读数方便、测温范围宽、测温准确、数字显示、应用范围广的特点。
关键词:单片机、数字控制、数码管显示、温度计、DS18B20、AT89S52。
目录1概述5 1.1设计目的51.2设计原则51.3设计困难52系统总体方案和硬件设计5 2.1数字温度计设计方案演示52.2.1主控制器62.4系统10的整体硬件电路设计3系统软件设计12 3.1初始化器123.2读出温度子程序133.3读、写定时子程序143.4温度处理子程序163.5显示程序173.6延迟程序184Proteus软件模拟19 5课程设计经验21附录1: 22附录2: 27 1概述1.1设计目的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,它给人们带来的便利是不可否认的。
数字温度计就是一个典型的例子,但是人们对它的要求越来越高。
为了给现代人的工作提供更好、更方便的设施,有必要从单片机技术入手,向数字控制和智能控制方向发展。
与传统温度计相比,本设计引入的数字温度计具有读数方便、测温范围广、测温准确的优点。
其输出温度以数字方式显示。
它主要用于温度测量相对准确的地方或科研实验室。
它可广泛用于需要温度控制的地方,如食品仓库、冷库、粮食仓库、温室。
目前,该产品已广泛应用于温度控制系统。
1.2设计原则该系统是基于单片机AT89S52的数字温度计设计,用于测量-50℃至110℃范围内的环境温度。
整个设计系统分为四个部分:单片机控制、温度传感器、数字显示和键盘控制电路。
单片机智能体温计课程设计一、引言体温是人体健康状况的重要指标之一,准确、便捷地测量体温对于疾病的诊断和预防具有重要意义。
传统的体温计在使用上存在一些不便,如测量时间长、读数不直观等。
随着单片机技术的发展,智能体温计应运而生。
本课程设计旨在利用单片机技术,设计一款功能实用、操作简便的智能体温计。
二、设计要求1、测量范围:350℃ 420℃,精度为 01℃。
2、测量时间短,能够快速显示测量结果。
3、具备存储功能,能够记录多次测量数据。
4、具有温度报警功能,当测量温度超过设定的阈值时发出警报。
5、采用直观的显示方式,如液晶显示屏(LCD)。
三、硬件设计1、温度传感器选择数字式温度传感器,如 DS18B20。
它具有体积小、精度高、接口简单等优点,能够直接将温度转换为数字信号输出,方便与单片机进行通信。
2、单片机选用常见的 51 系列单片机,如 STC89C52。
它具有丰富的资源和成熟的开发环境,能够满足本设计的需求。
3、显示模块采用 1602 液晶显示屏,能够清晰地显示测量的温度值、时间等信息。
4、报警模块由蜂鸣器和发光二极管组成。
当测量温度超过设定的阈值时,蜂鸣器发声,发光二极管闪烁,提醒用户。
5、存储模块选用 EEPROM 芯片,如 AT24C02,用于存储测量数据。
四、软件设计1、主程序流程系统初始化,包括单片机端口设置、传感器初始化、显示初始化等。
读取温度传感器的数据,并进行数据处理和转换。
将测量的温度值显示在液晶显示屏上。
判断温度是否超过阈值,若超过则触发报警。
将测量数据存储到 EEPROM 中。
2、温度传感器驱动程序按照 DS18B20 的通信协议,发送指令读取温度数据。
对读取的数据进行校验和处理,得到准确的温度值。
3、显示程序编写驱动 1602 液晶显示屏的程序,实现字符和数字的显示。
4、报警程序当温度超过阈值时,控制蜂鸣器发声和发光二极管闪烁。
5、存储程序按照 EEPROM 的读写协议,将测量数据写入存储芯片。