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基于MCS-51系列单片机的数字温度计设计基于MCS-51系列单片机的数字温度计设计摘要本文提出了基于MCS-51系列单片机的数字温度计的制作电路和编程思想。
该数字温度计以宏晶公司的STC89C52 单片机为主控，配以达拉斯公司的DS18B20数字温度传感器，采用1602双行英文字符液晶作显示。
实现了对温度的测量，显示，和报警等功能。
关键词：STC89C52单片机；数字传感器DS18B20；显示器LCD；目录摘要 (I)ABSTRACT ........................... 错误!未定义书签。
1 绪论 (4)1.1 选题的背景 (4)1.2 数字温度计简介 (4)1.2.1 数字温度计的特征 (4)1.2.2 设计实现的目标 (5)2 数字温度计的方案设计 (6)2.1 设计方案论证与比较 (6)2.1.1 显示电路方案 (6)2.1.2 测温电路方案 (6)2.2 系统总体方案 (6)3 数字温度计的硬件电路设计 (8)3.1 控制电路 (8)3.1.1 MCU简介 (8)3.2.2 最小系统模块 (9)3.3 温度传感器设计 (10)3.3.1 DS18B20简介 (10)3.3.2 温度传感器与单片机的连接 (12)3.3.3 复位信号及外部复位电路 (13)3.4 单片机与报警电路 (13)3.5 显示电路 (13)4 软件设计 (15)4.1 DS18b20的读操作 (15)4.2 DS18b20的温度数据处理 (16)4.3 1602显示部分 (17)5 数据测试 (20)参考文献 (22)附录1 程序源代码................ 错误!未定义书签。
1 绪论1.1 选题的背景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。
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。
摘要：温度和湿度是两个最基本的环境参数，人们生活与温湿度息息相关。
在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。
准确测量温湿度在生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要。
因此研究温湿度的测量方法和装置具有重要的意义。
随着科技的不断发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研等各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列有点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面。
本论文介绍了一种以单片机AT89C51为主要控制器件，以DHT11为数字温湿度传感器的新型数字温湿度计。
本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计、硬件电路主要包括主控制器，测量温湿度控制电路和显示电路等。
关键词：温湿度传感器；LCD1602；protel；keil 软件Digital Thermometer and humidity Based onSingle Chip MicrocomputerAbstract ：Temperature and humidity are the two most basic environmental parameters, which are closely related to people's lives and the temperature and humidity. Temperature and humidity measurement and control are often needed to ambient in the field of daily life, industry, medicine, environmental protection, chemical, petroleum, etc.,. Accurate measurement of temperature and humidity in the pharmaceutical, food processing, paper industry is essential. Therefore, studying the temperature and humidity measurement methods and devices is of great significance.This paper describes a microcontroller AT89S52 control devices, digital temperature and humidity sensors to DHT11 new digital hygrometer. The design includes the design of hardware circuits and system software design, hardware circuit includes a master controller, the measurement of temperature and humidity control circuit and display circuit. DHT11 is a composite Sensor contains a calibrated digital signal output of the temperature and humidity. Application of a dedicated digital modules collection technology and the temperature and humidity sensing technology, to ensure that the product has a Song high reliability and excellent long-term stability. Display circuit LCD1602 LCD display, 8-bit microprocessor interface, mapped by the internal 80 ×8-bit DDRAM 2 line x 16 character display, convenient and intuitive. The software part includes the main program, the measured temperature and humidity subroutine to display subroutine. The digital hygrometer with DHT11 with AT89S52 not only has the simple external circuit, but also facilitate debugging and simulation.Keywords：Temperature and humidity sensor; the LCD1602; protell; keil software目录1 绪论 (1)1.1 选题意义 (1)1.2 国内外发展趋势 (1)2 温湿度计的发展 (3)2.1 温度计的发展史 (3)2.2 湿度测量方法 (3)3 开发工具keil和protel (5)3.1 Keil C51 (5)3.1.1 keil 软件简介 (5)3.1.2 建立一个C项目 (5)3.1.3 如何生成.HEX文件 (10)3.2 protel软件 (12)3.2.1 软件简介 (12)3.2.2 功能特点 (12)3.2.3 设计环境 (13)3.2.4 电路原理图设计流程 (14)3.2.5 protel基本操作 (14)3.3 本章小结 (18)4 系统方案设计 (19)4.1 系统设计 (19)4.2 方案论证 (19)4.2.1 主控制器芯片 (19)4.2.2 温湿度采集模块 (22)4.2.3 显示模块 (28)4.3 本章小结 (30)5 硬件电路设计 (31)5.1 复位电路设计 (31)5.2 时钟电路设计 (31)5.3 显示模块电路设计 (32)5.4 温湿度采集模块设计 (33)5.5 电源选择 (33)5.6 本章小结 (34)6 软件设计及联合调试 (35)6.1 设计思路与流程图 (35)6.1.1 主程序设计 (35)6.1.2 LCD1602液晶驱动流程图 (36)6.2 程序的设计 (36)6.3 联合调试 (42)6.4 本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)1 绪论1.1 选题意义随着科技的不断发展，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长，而如何准确而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、在三大信息采集、信息传输和信息处理中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温湿度传感器技术，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领域。
基于51单片机数字温度计课设1602的设计和实现引言随着科技的发展和时代的进步，人们的生活水平日渐提高，对于环境的要求也越来越高。
其中，温度是一个非常重要的参数。
无论是日常生活还是科学实验，温度的测量都是至关重要的。
本文主要介绍了一个基于51单片机数字温度计课设1602的设计和实现，旨在方便人们测量温度、监测环境的变化。
系统设计设计要求本次的温度计设计需要满足以下要求：1、能够准确测量环境温度，并且实时监测环境的变化。
2、能够以数字的形式将温度值显示在1602液晶显示屏上。
3、具备温度过高或过低时进行声音提示和灯光警告的功能。
硬件选型本次设计采用了如下硬件：1、51单片机：主要负责数据的处理和控制。
2、DS18B20温度传感器：专门用来测量温度。
3、1602液晶显示器：用于显示温度值。
4、蜂鸣器：用来进行声音提示。
5、LED灯：用来进行灯光警告。
6、面包板、电源、杜邦线等。
系统原理DS18B20是一种数字温度传感器，它可以在一个单芯线上实现数字温度测量。
我们可以通过51单片机来对DS18B20进行一系列的控制和读取。
经过一定的计算，我们可以将测得的温度值以数字的形式显示在1602液晶显示器上。
在此基础上，通过对蜂鸣器和LED等的控制，可以进行声音和灯光的警告功能。
系统实现硬件连接根据硬件选型及系统原理，将各个器件以如下图的方式进行连接。
软件设计软件主要分为硬件初始化、温度计算、数码管显示、报警功能等几大部分。
1、硬件初始化：需要初始化IO口、定时器、串口等，将各个硬件初始化，以便后续的使用。
2、温度计算：读取DS18B20传感器寄存器中的数值，并进行一定的计算，将其转化为温度值。
3、数码管显示：将温度值按照规定的格式以数字的形式在1602液晶屏上进行显示。
4、报警功能：当温度过高或过低时，通过蜂鸣器和LED等进行声音和灯光警告。
系统测试经过一系列的硬件和软件设计，我们可以对整个系统进行测试。
首先，在正常温度下，我们可以看到液晶显示屏上显示的温度值以及蜂鸣器和LED等均未进行报警提示。
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基于51单片机的数字温度计设计一．课题选择随着时代的发展，控制智能化，仪器小型化，功耗微量化得到广泛关注。
单片机控制系统无疑在这方面起到了举足轻重的作用。
单片机的应用系统设计业已成为新的技术热点，其中数字温度计就是一个典型的例子,它可广泛应用与生产生活的各个方面，具有巨大的市场前景。
二．设计目的1.理解掌握51单片机的功能和实际应用。
2.掌握仿真开发软件的使用。
3.掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。
三．实验要求1.以51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计.2.采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。
3.温度显示采用4位LED数码管显示，三位整数，一位小数。
四．设计思路1.根据设计要求，选择STC89C51RC单片机为核心器件。
2.温度检测采用DS18B20数字式温度传感器。
与单片机的接口为P3。
6引脚.3.采用usb数据线连接充电宝供电,接电后由按钮开关控制电路供电。
硬件电路设计总体框图为图1：五．系统的硬件构成及功能1.主控制器单片机STC89C51RC具有低电压供电和体积小等特点，有40个引脚，其仿真图像如下图所示:2.显示电路显示电路采用4位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。
LED数码管在仿真软件中如下图所示：3.温度传感器DS18B20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。
课题：基于51单片机数字温度计设计专业：电子信息工程班级：（1）班学号：姓名：峰指导教师：周冬芹设计日期：成绩：重庆大学城市科技学院电气学院基于51单片机数字温度计设计一、设计目的1、掌握单片机电路的设计原理、组装与调试方法。
2、掌握LED数码显示电路的设计和使用方法。
3、掌握DS18B20温度传感器的工作原理及使用方法。
二、设计要求1、本次单片机课程设计要求以51系列单片机为核心，以开发板为平台。
2、设计一个数字式温度计，要求使用DS18B20温度传感器测量温度。
3、经单片机处理后，要求用4位一体共阴LED数码管来设计显示电路，以显示测量的温度值。
4、另外还要求在设计中加入报警系统，如果我们所设计的系统用来监控某一设备，当设备的温度超过或低于我们所设定的温度值时，系统会产生报警。
5、要求在设计中加入上下限警报温度设置电路。
三、设计的具体实现1数字温度计设计的方案在做数字温度计的单片机电路中，对信号的采集电路大多都是使用传感器，这是非常容易实现的，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。
采集之后，通过使用51系列的单片机，可以对数据进行相应的处理，再由LED显示电路对其数据进行显示。
2系统设计框图温度计电路设计总体设计方框图如下图所示，控制器采用单片机A T89C51，温度传感器采用DS18B20，用4位一体共阴LED数码管以串口传送数据实现温度显示。
此外，还添加了报警系统，对温度实施监控。
3主控器AT89C51芯片对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。
AT89C51 以低价位单片机可为提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。
单片机AT89C51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该器件是INTEL公司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品，采用了可靠的CMOS工艺制造技术，具有高性能的8位单片机，属于标准的MCS—51的CMOS产品。
基于AT89S51的温度计院系：电子和信息工程学院专业：电子信息科学和技术班级：09信本学生姓名：刘辉学号：093621059第一部分 设计要求：采用AT89C51单片机和LCD 液晶显示器设计一个数字温度计，当外界温度变化时，显示屏上的温度值也随着变化。
数字温度计的测温范围为-55°C 到125°C 之间。
第二部分 硬件原理框图：硬件部分主要分为晶振振荡电路、复位电路、LCD 液晶显示电路、DS18B20温度传感器采集电路、电源电路等部分组成。
第三部分 硬件原理图：硬件模块原理图：AT89C51单片机晶振振荡电路 复位电路 L CD 液晶显示电路温度传感器采集电路电 源 电 路一、晶振振荡电路该电路是由两个电容和一个晶振组成，晶振产生基本的时钟信号它给单片机提供时钟信号。
二、复位电路复位的主要作用是把特殊功能寄存器的数据刷新为默认数据，单片机在运算过程中由于干扰等外界原因造成寄存器中数据混乱不能使其正常继续执行程序或产生的结果不正确时均需要复位，以使程序重新开始运行。
三、LCD液晶显示电路经过温度传感器，将采集到的温度信息传给单片机，单片机处理后又将信息发给P0口，P0口和LCD的数据口相连接，液晶屏上会显示采集到的温度值。
四、温度传感器采集电路单线数字温度传感器DS18B20测量温度范围为-55°C~+125°C，-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。
DS1822的精度较差为± 2°C 。
DS18B20的管脚排列如下: 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）。
根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：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。
西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级 2011级测控技术与仪器一班课程单片机课程设计题目基于51单片机的数字温度计的设计学号 0703110135学生姓名王强指导教师陈琦2014年 5月西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书学生姓名王强专业班级11级测控一班学号0703110135 指导教师陈琦职称讲师教研室 B0406课程单片机课程设计题目基于51单片机的数字温度计的设计任务与要求1、学会使用51单片机，并对其内部结构进行深入的了解。
2、了解DS18B20的原理以及使用方式。
3、对于共阳极、共阴极数码管有个清楚的认识和掌握。
4、测得的结果范围在-55~125度，精度为0.5。
开始日期 2014年5月12日完成日期 2014年5月25日2014年5月28日基于51单片机的数字温度计的设计摘要本设计主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度采集和显示，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。
DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
关键词：单片机；数字温度传感器；最简温度检测系统;目录1 绪论 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.1.1选题的目的 (1)1.1.2选题的意义 (1)2 数字温度计的设计方案 (1)2.1设计方案的确立及论证 (1)2.2系统器件选择 (2)2.2.1 单片机的选择 (2)2.2.2 温度传感器的选择 (2)3 系统硬件电路的设计 (4)3.1温度检测电路 (4)3.2显示电路 (5)4 系统软件的设计 (6)4.1概述 (6)4.1.1 温度数据的计算处理方法 (7)4.2主程序模块 (7)4.3读温度值模块 (8)4.4中断模块 (9)4.5数码管驱动模块 (10)5 实验仪器及元件清单 (11)6 心得体会 (13)致谢 (15)参考文献 (17)附录：源程序 (19)1 绪论1.1 选题的目的和意义1.1.1选题的目的利用单片机AT89S51和温度传感器DS18B20设计一个设计温度计，能够测量-55 ～125℃之间的温度值，用LCD液晶屏直接显示，测量精度为0.5℃。
目录摘要 ............................................................................................................................... 3 Abstract ......................................................................................................................... 3绪论 ............................................................................................................................... 3 第一章 温度传感器的应用及问题 ........................................................................... 4 1.1 1.1 引言引言................................................................................................................. 4 1.2传感器............................................................................................................... 41.3 任务与要求...................................................................................................... 41.3.1 1.3.1 本设计课题的目的和意义本设计课题的目的和意义.................................................................. 4 1.3.2 1.3.2 设计任务及指标设计任务及指标.................................................................................. 4 1.4 1.4 本章小结本章小结......................................................................................................... 4 第二章 温度传感器的简介 ....................................................................................... 5 2.1集成温度传感器的介绍.................................................................................. 5 2.2 2.2 温度传感器的发展历史温度传感器的发展历史................................................................................. 5 2.2.1分立式温度传感器............................................................................... 5 2.2.2模拟集成温度传感器........................................................................... 5 2.2.3模拟集成温度控制器........................................................................... 5 2.2.4智能温度传感器................................................................................... 6 2.2.5智能温度控制器................................................................................... 6 2.2.6内含温度传感器的专用集成电路....................................................... 6 2.3 2.3 智能温度传感器发展的新趋势智能温度传感器发展的新趋势..................................................................... 7 2.3.1 2.3.1 提高测温精度和分辨率提高测温精度和分辨率...................................................................... 7 2.3.2 2.3.2 不断增加测试功能不断增加测试功能.............................................................................. 7 2.3.3总线技术的标准化与规范化............................................................... 8 2.3.4可靠性及安全性设计........................................................................... 8 2.3.5开发虚拟温度传感器和网络温度传感器........................................... 9 2.3.6研制单片测温系统............................................................................... 9 2.4 2.4 本章小结本章小结....................................................................................................... 10 第三章 智能温度传感器与单片机 ......................................................................... 10 3.1 3.1 智能温度传感器的产品分类智能温度传感器的产品分类....................................................................... 10 3.2 3.2 智能温度传感器典型产品的技术指标智能温度传感器典型产品的技术指标....................................................... 10 3.3 3.3 单片机单片机AT89C2051的简介........................................................................... 11 3.4 3.4 单片机单片机AT89C2051的引脚图....................................................................... 12 3.5 3.5 本章小结本章小结....................................................................................................... 12 第四章 DS18B20数字温度计................................................................................. 12 4.1 DS18B20温度传感器的性能特点................................................................ 12 4.2 DS18B20温度传感器的内部结构框图及设置............................................ 12 4.3DS18B20温度传感器与单片机的接口电路.................................................. 15 4.4本章小结........................................................................................................ 15 第五章 数字温度计的设计 ..................................................................................... 16 5.1 5.1 总体设计方案总体设计方案............................................................................................... 16 5.2方案的总体设计框图.................................................................................... 16 5.2.1主控制器............................................................................................. 16 5.2.2显示电路............................................................................................. 18 5.2.3温度传感器......................................................................................... 18 5.2.3DS18B20温度传感器与单片机的接口电路....................................... 18 5.3系统整体硬件电路........................................................................................ 19 5.3.1主板电路............................................................................................. 19 5.3.2显示电路............................................................................................. 19 5.4系统软件算法分析........................................................................................ 20 5.4.1主程序................................................................................................. 20 5.4.2读出温度子程序................................................................................. 21 5.4.3温度转换命令字程序......................................................................... 22 5.4.4计算温度子程序................................................................................. 22 5.4.5显示数据刷新子程序......................................................................... 22 5.1 5.1 本章小结本章小结....................................................................................................... 22 第六章 硬件 ............................................................................................................. 23 6.1 6.1 系统硬件主要构成系统硬件主要构成....................................................................................... 23 6.2调试及性能分析............................................................................................ 23 总结 ............................................................................................................................. 23 致谢 ............................................................................................................................. 24 参考文献 ..................................................................................................................... 24摘要温度作为一个常用的物理量在我们的气场生活中起着十分重要的作用，所以对温度计的设计也十分必要。
