基于單片機的數(shù)字溫度計 畢業(yè)設(shè)計論文

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1、基于單片機的數(shù)字溫度計摘要：本文介紹一種基于AT89C2051單片機的一種溫度測量及報警電路,該電路采用DS18B20作為溫度監(jiān)測元件，測量范圍-55℃-～+125℃，使用4位LED模塊顯示，能通過鍵盤設(shè)置溫度報警上下限。正文著重給出了軟硬件系統(tǒng)的各部分電路，介紹了集成溫度傳感器DS18B20的原理，AT89C2051單片機功能和應(yīng)用。該電路設(shè)計新穎、功能強大、結(jié)構(gòu)簡單。關(guān)鍵詞：溫度測量，DS18B20Abstract:Theintroductionofacost-basedAT89C2051MCUatemperaturmeasurementcircuits,thecircuitsusedDS

2、18B20high-precisiontemperatursensor,measuringscope-55℃-～+125℃,canusethekeybordsetthewarninglimitation,theuseoffourbitssevensegmentsLEDthatcanbedisplaythecurrenttemperature.Thepaperfocusesonprovidingasoftwareandhardwaresystemcomponentscircuit,introducedthetheoryofDS18B20,thefounctionsandapplicationso

3、fAT89C2051.Thiscircuitdesigninnovative,powerful,canbeexpansionarystrong.KeyWords:Temperaturmeasurement,DS18B201前言數(shù)字溫度計（DigitalThermometer）簡稱DTM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的溫度值轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的溫度計功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片機的數(shù)字溫度計，由于精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便得到了廣泛的應(yīng)用。溫度是許多監(jiān)控系統(tǒng)中的一個重要參數(shù)。DS18B20直接把溫度信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號

4、。數(shù)據(jù)采集、處理模塊主要由AT89C2051單片機構(gòu)成，完成溫度數(shù)據(jù)的讀取和顯示。本章重點介紹DS18B20的工作原理，尤其是其編程原理，以及由它們構(gòu)成的基于單片機的數(shù)字溫度計的工作原理。2系統(tǒng)功能描述3系統(tǒng)原理及基本框圖如圖3.1所示，模擬溫度值經(jīng)過DS18B20處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，然后送到單片機中進行數(shù)據(jù)處理，并與設(shè)置的溫度報警限比較，超過限度后通過揚聲器報警。同時處理后的數(shù)據(jù)送到LED中顯示。傳感器部分AT89C2051單片機LED顯示設(shè)置報警鍵盤報警揚聲器圖3.1系統(tǒng)基本方框圖3硬件設(shè)計3.1輸入電路圖3.1.1量程切換開關(guān)圖3.1.2衰減輸入電路輸入電路的作用是把不同量程的被測的電壓

5、規(guī)范到A/D轉(zhuǎn)換器所要求的電壓值。智能化數(shù)字溫度計所采用的單片雙積分型ADC芯片ICL7135，它要求輸入電壓0-±2V。本儀表設(shè)計是0-1000V電壓，靈敏度高所以可以不加前置放大器，只需衰減器，如圖3.1.2所示9M、900K、90K、和10K電阻構(gòu)成1/10、1/100、1/1000的衰減器。衰減輸入電路可由開關(guān)來選擇不同的衰減率，從而切換檔位。為了能讓CPU自動識別檔位，還要有圖3.1.1的硬件連接。3.2A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度對測量電路極其重要，它的參數(shù)關(guān)系到測量電路性能。本設(shè)計采用雙積A/D轉(zhuǎn)換器，它的性能比較穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換精度高，具有很高的抗干擾能力，電路結(jié)構(gòu)簡單，其缺

6、點是工作速度較低。在對轉(zhuǎn)換精度要求較高，而對轉(zhuǎn)換速度要求不高的場合如電壓測量有廣泛的應(yīng)用。3.2.1雙積A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理圖3.2.1.1雙積A/D轉(zhuǎn)換器圖3.2.1.2雙積A/D轉(zhuǎn)換器的波形圖如圖所示：對輸入模擬電壓和基準(zhǔn)電壓進行兩次積分，先對輸入模擬電壓進行積分，將其變換成與輸入模擬電壓成正比的時間間隔T1，再利用計數(shù)器測出此時間間隔，則計數(shù)器所計的數(shù)字量就正比于輸入的模擬電壓；接著對基準(zhǔn)電壓進行同樣的處理。在常用的A/D轉(zhuǎn)換芯片（如ADC-0809、ICL7135、ICL7109等）中，ICL7135與其余幾種有所不同，它是一種四位半的雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，具有精度高（精度相當(dāng)于14位

7、二進制數(shù)）、價格低廉、抗干擾能力強等優(yōu)點。本文介紹用單片機并行方式采集ICL7135的數(shù)據(jù)以實現(xiàn)單片機溫度計和小型智能儀表的設(shè)計方案。3.2.17135的應(yīng)用7135是采用CMOS工藝制作的單片4位半A/D轉(zhuǎn)換器，其所轉(zhuǎn)換的數(shù)字值以多工掃描的方式輸出，只要附加譯碼器，數(shù)碼顯示器，驅(qū)動器及電阻電容等元件，就可組成一個滿量程為2V的數(shù)字溫度計。㈠7135主要特點如下：①雙積型A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度慢。