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安徽广播电视大学毕业设计(论文)分校名称教学点名称年级名称专业名称机电一体化（本科）课题名称基于ms51单片机的数字温度计设计学生姓名指导教师2016年5月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，工作的方方面面，能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件,热敏电阻成本低,但需要接信号处理电路,而且热敏电阻的可靠性较差,测量温度的准确度低,检测系统的精度差。
而今电子技术和微型计算机的迅速发展，采用单片机进行温度检测、数值显示和数据的传送，具有效率高、性能稳定等优点，还可以实现实时实地控制等技术要求，在工业生产中应用越来越广泛。
单片机已经走进了我们的生活，并有了不可替代的地位。
而在工业五大基本参数中，温度的测量尤其广泛，可见精确的温度对于工业发展来看有多大的作用。
本文将介绍一种基于单片机的简单数字温度计，本温度计可以精确地测量并显示温度，并实现上下限的报警功能。
关键词：单片机、数字温度计、DS18B20、AT89S51ABSTRACTWith the progress and development of the times, SCM technology has spread to our lives, work in all aspects, to work independently of the temperature detection and display system has been applied in many fields. The traditional temperature measurement with a thermistor as a temperature sensitive element, the cost of the thermistor is low, but the need is connected with a signal processing circuit and poor reliability of thermistor, temperature measurement accuracy is low, the detection system of precision. Now the rapid development of electronic technology and microcomputer, the use of single-chip temperature detection, data display and data transmission, with the advantages of high efficiency and stable performance, but also can realize the requirement of real-time field control technology, in industrial production is applied more and more widely. SCM has come into our lives, and has an irreplaceable position. In the five basic parameters of the industry, the temperature measurement is particularly wide, and the precise temperature can be seen for industrial development. This paper introduces a simple digital thermometer based on single chip microcomputer, the thermometer can accurately measure and display the temperature, and realize the upper and lower alarm function.KEY WORDS:AT89S51,DS18B20,Singlechip,Digital thermometer目录1、绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2温度计的介绍 (1)1.3课题研究的目的和意义 (3)1.4国内外研究现状 (4)2、系统方案的设计与论证 (6)2.1系统的控制特点与性能要求 (6)2.2系统的实现原理 (6)2.3系统的实现方案分析 (7)2.4方案的分析比较 (8)3、系统硬件及其电路的选择 (10)3.1系统硬件的选择 (10)3.2主电路搭建 (12)3.3显示电路 (13)3.4外围电路建立 (14)4、系统的软件设计 (16)4.1软件K EIL介绍 (16)4.2程序介绍 (17)5、总结 (21)6、致谢 (22)附录：参考文献 (23)附录：程序代码 (24)1、绪论1.1 课题背景工农业生产中经常需要测量温度。
基于单片机的数字温度计毕业设计论文毕业设计(论文)外文摘要目录1 引言 (1)1.1 背景 (1)1.2 设计的目的和意义 (1)2 设计要求与方案论证 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 方案论证 (2)2.3 总体设计方案 (3)3 硬件设计 (4)3.1 主要元件介绍 (4)3.1.1 主控制器 (4)3.1.2 温度传感器DS18B20 (7)3.2 显示电路 (13)3.3 DS18B20与单片机的接口电路 (16)3.4 复位电路 (18)4 软件设计 (19)5 调试 (20)5.1 软件调试 (20)5.2 系统调试 (20)5.3 数据检测 (20)总结 (22)致谢............................................... 错误！未定义书签。
参考文献.. (23)1 引言1.1 背景单片机，更确切的应称作微控制器，是20世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，其特点是功能强大、体积小、可靠性高、价格低廉。
它一面世便在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领域得到广泛应用，极大地提高了这些领域的技术水平和自动化程度。
因此，单片机的开发、应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。
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，它给人带来的方便也是无可置疑的，其中数字温度计就是一个典型的例子。
随着人们对它的要求越来越高，要为现代人工作和生活提供更好、更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化控制、智能化控制方向发展。
温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学实验中（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验）。
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。
现在所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计，这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，且使用非常不方便。
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基于单片机的热敏电阻温度计的设计
随着科技的不断发展，各种电子设备应用也越来越广泛。
热敏电
阻温度计便是其中之一，它是一种利用物质温度对电阻值的变化来实
现温度测量的智能仪器。
本篇文章将介绍热敏电阻温度计的设计及其
原理。
首先，我们需要准备的材料有单片机、热敏电阻、电阻、显示屏、连接线以及电源。
将这些材料准备齐全后，便可以开始进行热敏电阻
温度计的设计。
我们需要将热敏电阻、电阻、单片机连接成电路。
电路连接后，
需要进行编程，以使得单片机能够读取热敏电阻和电压值，并将其转
换成温度值。
通过显示屏将温度值显示出来，实现对温度的实时监测。
在热敏电阻温度计设计的过程中，需要注意以下几点：
1. 选用合适的热敏电阻：热敏电阻的温度系数决定了它在不同温
度下的电阻值，因此需要选择合适的热敏电阻。
2. 电路的稳定性：电路中各部分的连接不可松动，否则会影响温
度测量的准确性。
3. 编程的准确性：需要通过合理的代码编写来实现对热敏电阻和
电压值的正确读取和转换，确保温度测量的准确性。
总之，热敏电阻温度计因其简单易用、准确度高等优点被广泛应
用于各种领域中，例如工业制冷、医疗设备等。
希望通过本篇文章的
介绍，能够帮助读者更好地了解热敏电阻温度计的设计及其原理，以便于更好地应用于实际生活生产中。
基于单片机的数字温度计的设计摘要温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍、最常用的测量及被控参数之一。
随着社会的发展、科学技术的不断更新，温度的测量范围要求不断扩大，同时温度的测量准确性要求不断提高。
它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。
温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题, 因此对温度测量的意义就越来越大。
本文主要介绍了一个基于89S51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。
DS18B20与AT89S51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。
本文主要包括两个方面的设计：一方面是硬件电路的设计，另一方面是系统程序的设计。
其中，硬件电路各部分组成如下：中央控制器采用单片机AT89S51，温度检测部分采用DS18B20温度传感器，用LCD液晶1602作为显示器。
其次，系统软件程序包括主程序，温度值读取、转换及计算程序，显示数据刷新程序等。
该温度计整体功能的实现是通过温度传感器DS18B20采集温度信号送该给单片机处理，单片机再把温度数据送液晶显示器1602显示。
关键词：单片机；温度传感器；DS18B20；LCD液晶显示器THE DESEGN OF THE ELECTRONIC THERMOMETERBASED ON MICROCONTROLLERAbstractTemperature as an important physics, is the most common industrial production process, the most commonly used one of measuring and controlled parameter. With the development of society, the science and technology unceasing renewal, temperature measurement range requirements, at the same time expanding temperature measurement accuracy requirement enhances unceasingly. It directly affects combustion, chemical reaction, fermentation, roasted, distillation, concentration, extrusion, crystallization and air flow etc physical and chemical processes. Temperature control error could cause a production safety, product quality, product yield and so on. So the significance of temperature measurement is more and more big.This paper describes the digital thermometer which is consisted of the central controller, temperature detectors, monitors and police components.The thermometer’s basic range is from -50 ℃ to 110 ℃,its accuracy error is less tha n 0.5 ℃ and LCD directly shows numerical temperature. When the measured temperature exceed the limit alarm doors, the system will output alarm signal.The paper includes tow aspects of the design: one is hardware circuit design, the other is the system process design. Among them, the hardware components are as following: the central controller SCM AT89S51,the temperature detection DS18B20 part of a temperature sensor,and LCD monitors, as LCD 1602 F; the system software programs, including the main program, the temperature reading, conversion and calculation procedures, the data show that refresh procedures and so on.Temperature Sensor DS18B20 acquisition of the temperature signal sent to SCM for processing, SCM then the temperature data sent 1602 F LCD display.Key words: temperature sensor；DS18B20；LCD liquid crystal display目录1 绪论 (4)1.1 设计背景及目的 (5)1.2 设计研究方法 (5)1.3 设计构成及内容 (7)2 数字温度计硬件电路的实现 (8)2.1 单片机的选取和介绍 (8)2.1.1 引脚描述 (8)2.1.2 特殊功能寄存器与存储结构 (10)2.1.3 编写方法 (11)2.2 复位电路及晶振电路设计 (12)2.2.1 复位电路 (12)2.2.2 晶振电路 (12)2.3 温度传感器设计 (12)2.3.1 DS18B20的外形及内部结构 (12)2.3.2 DS18B20工作原理 (15)2.3.3 DS18B20的外部电路图 (15)2.4 液晶显示电路设计 (16)2.4.1 1602的引脚功能介绍 (16)2.4.2 1602液晶模块内部的控制指令 (17)2.4.3 1602的外部电路图 (18)3 数字温度计软件设计流程 (18)3.1 主程序设计 (19)3.2 温度值读取程序设计 (20)3.3 计算温度程序设计 (21)3.4 显示数据及刷新程序设计 (21)4 仿真调试 (22)5 结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (29)附录A 原理图 (29)附录B 源程序 (29)附件附件1 开题报告（文献综述）附件2 译文及原文影印件1 绪论1.1 设计背景及目的传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点，本文介绍了一种基于 DS18B20 的数字温度计设计方案。
基于单片机的数字温度计设计1引言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。
与传统的温度计相比，这里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。
选用AT89C51型单片机作为主控制器件，DSl8B20作为测温传感器通过4位共阳极LED数码管串口传送数据，实现温度显示。
通过DSl8B20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0℃~100℃最大线性偏差小于0.1℃。
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。
2 系统硬件设计方案根据系统功能要求，构造图1所示的系统原理结构框图。
图1 系统原理结构框图2.1单片机的选择AT89C51作为温度测试系统设计的核心器件。
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。
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 —48单片机的体系结构和指令系统。
单片机小系统的电路图如图2所示。
图2 单片机小系统电路AT89C51单片机的主要特性：(1)与MCS-51 兼容，4K 字节可编程闪烁存储器；(2)灵活的在线系统编程，掉电标识和快速编程特性；(3)寿命为1000次写/擦周期，数据保留时间可10年以上；(4)全静态工作模式：0Hz-33Hz ；(5)三级程序存储器锁定；(6)128*8位内部RAM ，32可编程I/O 线；(7)两个16位定时器/计数器，6个中断源；(8)全双工串行UART 通道，低功耗的闲置和掉电模式；(9)看门狗（WDT ）及双数据指针；(9)片内振荡器和时钟电路；2.2 温度传感器介绍DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C 。
1．设计任务与要求本课题的研究方法是利用单片机和数字温度传感器DS18B20设计一台数字温度计。
单片机作为主控制器，数字温度传感器DS18B20作为测温元件，传感器DS18B20可以读取被测量温度值，进行转换，从而用4位共阳极LED数码管来显示转换后的温度值，可以设定温度的上下限报警功能，实现报警提示。
2.系统的总体设计方案本设计将利用DS18B20智能温度传感器和单片机小系统，设计一个数字温度采集系统。
并设计一个人机接口电路：键盘采用独立按键（功能自定义），显示器采用共阴极4位LED显示。
系统的总体设计方案框图如图2.1所示图2.1 系统的总体设计方案框图3.硬件设计本设计采用的是AT89C52单片机为核心的数字温度计，包含了利用温度传感器DS18B20的测温电路、外接键盘、显示电路、报警电路、复位电路和晶振电路。
以DS18B20为主要测温元件进行实时监控温度值。
以4位数码管为显示器件，利用单片机的P0口和电阻排来驱动4位数码管的显示；利用单片机的P1.7来驱动温度传感器DS18B20测温；报警电路利用三极管放大作用驱动报警器报警；按键是利用单片机的P1口和上拉电阻来驱动工作3.1复位电路设计复位电路有上电自动复位和按键手动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，只要电源VCC的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。
按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。
其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与VCC电源接通而实现的，而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的。
本系统的复位电路采用上电复位方式。
复位电路图如图3.1所示：3.2 晶振电路设计图3.1 复位电路图对于每个系统工程的晶振电路，都是用于单片机工作所需要的时钟信号，单片机只有在时钟信号的控制下，其各部件之间才能协调一致工作，时钟信号控制着计算机的工作节奏。
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基于单片机的热敏电阻温度计的设计引言：热敏电阻是一种根据温度变化而产生变阻的元件，其电阻值与温度成反比变化。
热敏电阻广泛应用于温度测量领域，其中基于单片机的热敏电阻温度计具有精度高、控制方便等特点，因此被广泛应用于各个领域。
本文将介绍基于单片机的热敏电阻温度计的设计，并通过实验验证其测量精度和稳定性。
一、系统设计本系统设计使用STC89C52单片机作为控制核心，热敏电阻作为测量元件，LCD1602液晶显示屏作为温度显示设备。
1.系统原理图2.功能模块设计(1)温度采集模块：温度采集模块主要由热敏电阻和AD转换模块组成。
热敏电阻是根据温度变化而改变阻值的元件，它与AD转换模块相连，将电阻变化转换为与温度成正比的电压信号。
(2)AD转换模块：AD转换模块将热敏电阻的电压信号转换为数字信号，并通过串口将转换结果传输给单片机。
在该设计中，使用了MCP3204型号的AD转换芯片。
(3)驱动显示模块：驱动显示模块使用单片机的IO口来操作LCD1602液晶显示屏，将温度数值显示在屏幕上。
(4)温度计算模块：温度计算模块是通过单片机的计算功能将AD转换模块传输过来的数字信号转换为对应的温度值。
根据热敏电阻的特性曲线，可以通过查表或采用数学公式计算获得温度值。
二、系统实现1.硬件设计(1)单片机电路设计单片机电路包括单片机STC89C52、晶振、电源电路等。
根据需要，选用合适的外部晶振进行时钟信号的驱动。
(2)AD转换电路设计AD转换电路采用了MCP3204芯片进行温度信号的转换。
根据芯片的datasheet，进行正确的连接和电路设计。
(3)LCD显示电路设计LCD显示电路主要由单片机的IO口控制，根据液晶显示模块的引脚定义，进行正确的连接和电路设计。
(4)温度采集电路设计温度采集电路由热敏电阻和合适的电阻组成，根据不同的热敏电阻特性曲线，选择合适的电阻和连接方式。
2.软件设计(1)初始化设置：单片机开机之后，需要进行一系列的初始化设置，包括对IO口、串口和LCD液晶显示屏的初始化设置。
1绪论1.1设计背景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。
传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。
温度是工业对象中的一个重要的被控参数。
然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。
因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。
传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大。
由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。
近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。
这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。
本设计使用单片机作为核心进行控制。
单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。
1.2国内外现状For personal use only in study and research; not for commercial use温度计在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度计来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。
温度计测温技术的关键在于温度传感器。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展，同时具有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。
随着我国四个现代化和经济发展，我国在科技和生产各领域都取得了飞速的发展和进步，发展以温度传感器为载体的温度测量技术具有重大意义。
基于单片机的数字温度计的设计与实现摘要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。
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。
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℃，使用七级数码管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基于单片机的数字温度计的设计与实现Design of Digital Thermomer Based on SCMABSTRACTControlled by single-chip microcomputer to control not only to them, advantages of simplicity and flexibility, and can significantly increase the temperature specifications, which can significantly increase the quality and quantity of the products. In the process of production, in order to efficiently produce, it must be the main parameters, such as temperature, pressure, flow, and other effective control. Traditional temperature measuring component thermocouple and resistance. Are generally voltage of thermocouple and thermal resistance measured, then converted to the corresponding temperature, these methods are relatively complex and requires more external hardware support. We are in a relatively simple way to measure.-55~125 ºc temperature range, maximum resolution up to 0.0625 ºc. DS18B20 can read temperature value, and wire connected to the microcontroller, reduced external hardware circuits, low cost and ease of use features.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 digital tube 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：Temperature measurement ；DS18B20 ；AT89C51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.1.1 国内外现状 (1)1.1.2 课题背景及研究意义 (2)1.2 设计内容及性能指标 (2)1.3 系统概述 (3)1.3.1 系统方案论证与比较 (3)1.3.2 系统设计原理与组成 (5)第二章开发工具Proteus与Keil (6)2.1 Proteus软件 (6)2.1.1 Proteus简介 (6)2.1.2 4大功能模块 (6)2.1.3 Proteus简单应用 (8)2.2 Keil软件 (8)2.2.1 Keil软件简介 (8)2.2.2 Keil软件调试功能 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1 单片机的选择 (10)3.1.1 AT89C51单片机的介绍 (10)基于单片机的数字温度计的设计与实现3.1.2 AT89C51单片机主要特性 (11)3.2 温度传感器的选择 (13)3.3 硬件电路设计 (17)第四章系统软件设计 (20)4.1 各模块的程序设计 (20)4.2 Protues测温仿真 (25)4.3 系统调试 (28)4.4 结果分析 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 全部程序清单 (34)附录2 系统总体设计图 (41)第一章绪论1.1引言1.1.1 国内外现状温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。
