簡(jiǎn)易數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)

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1、目錄摘要2１系統(tǒng)設(shè)計(jì)21.1設(shè)計(jì)任務(wù)21.2設(shè)計(jì)要求22系統(tǒng)方案論證22.1主控模塊的論證與選擇22.2顯示模塊的論證與選擇32.3按鍵模塊的論證與選擇33系統(tǒng)理論分析與計(jì)算33.1DS18B20的理論分析與計(jì)算34電路與程序設(shè)計(jì)44.1電路的設(shè)計(jì)44.2程序的設(shè)計(jì)75測(cè)試方案與測(cè)試數(shù)據(jù)85.1測(cè)試方案85.2測(cè)試條件與儀器95.3測(cè)試結(jié)果96總結(jié)9附錄主要源程序1017摘要：本系統(tǒng)利用單片機(jī)AT89C52采用程序設(shè)計(jì)方法來(lái)測(cè)試溫度，還可以通過(guò)兩個(gè)按鍵設(shè)置溫度報(bào)警上限，當(dāng)測(cè)試溫度超過(guò)設(shè)定的溫度上限時(shí)，蜂鳴器器就會(huì)報(bào)警且綠燈關(guān)閉，紅燈點(diǎn)亮；當(dāng)溫度低于上限時(shí)蜂鳴器關(guān)閉且紅燈關(guān)閉，綠

2、燈點(diǎn)亮。并通過(guò)液晶屏1602顯示其測(cè)試溫度以及設(shè)置的上限溫度。關(guān)鍵詞：STC89C52、LCD1602、DS18B20簡(jiǎn)易數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)１系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一數(shù)字溫度測(cè)量系統(tǒng)，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)實(shí)際溫度的測(cè)量與顯示。1.2設(shè)計(jì)要求1.2.1基本功能（1）測(cè)溫范圍-30℃～+120℃。（2）測(cè)量誤差在±0.5℃之內(nèi)。（3）能正常顯示測(cè)量的溫度。1.2.2擴(kuò)展功能（1）增加溫控功能，并可修改設(shè)置溫控的上下限。（2）增加溫控報(bào)警功能。2系統(tǒng)方案論證本系統(tǒng)主要由主控模塊、顯示模塊、按鍵模塊、蜂鳴器模塊、LED模塊、傳感器模塊組成，下面分別論證這幾個(gè)模塊的選擇。2.1主控模塊的論證與選擇

3、方案一：AT89C52單片機(jī)是一種高性能8位單片微型計(jì)算機(jī)。內(nèi)核本身具有豐富的指令集，足夠?qū)崿F(xiàn)本次作品的全部基本功能和部分拓展功能，相比17Atmega16我們對(duì)AT89C52更為熟悉，且芯片價(jià)格較低，性價(jià)比高。方案二：采用ATmega16芯片作為主控芯片。由于對(duì)芯片的不熟悉，導(dǎo)致如果想要實(shí)現(xiàn)溫度計(jì)全部基本功能和部分拓展功能，較為困難。綜上所述，選擇方案一。2.2顯示模塊的論證與選擇方案一：采用LCD1602顯示。LCD1602相對(duì)便宜，雖然其本身不能顯示中文，但是溫度計(jì)只需顯示數(shù)字和一些英文，符合這次設(shè)計(jì)要求。方案二：采用LCD12864顯示。LCD12864屏幕顯示細(xì)膩直觀

4、，且可以顯示中文，但是相對(duì)昂貴。綜上所述，選擇方案一。2.3按鍵模塊的論證與選擇方案一：采用4X4矩陣按鍵。盡管按鍵一目了然，但連線復(fù)雜，掃描過(guò)程煩瑣，會(huì)耗費(fèi)大量的系統(tǒng)資源。方案二：獨(dú)立按鍵，我們只使用了兩個(gè)按鍵來(lái)調(diào)節(jié)上限，大大節(jié)省了系統(tǒng)硬件資源，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。綜上所述，選擇方案二。3系統(tǒng)理論分析與計(jì)算3.1DS18B20的理論分析與計(jì)算DS18B20通過(guò)編程，可以實(shí)現(xiàn)最高12位的溫度存儲(chǔ)值，在寄存器中，以補(bǔ)碼的格式存儲(chǔ)，如圖1所示。17圖1DS18B20溫度數(shù)據(jù)格式寄存器一共2個(gè)字節(jié)，LSB是低字節(jié)，MSB是高字節(jié)，其中MSb是字節(jié)的高位，LSb是字節(jié)的低位。大家可以看出來(lái)，

5、二進(jìn)制數(shù)字，每一位代表的溫度的含義，都表示出來(lái)了。其中S表示的是符號(hào)位，低11位都是2的冪，用來(lái)表示最終的溫度。DS18B20的溫度測(cè)量范圍是從-55度到+125度，而溫度數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式，有正負(fù)溫度，寄存器中每個(gè)數(shù)字如同卡尺的刻度一樣分布，如圖2所示。圖2DS18B20溫度值二進(jìn)制數(shù)字最低位變化1，代表溫度變化0.0625度的映射關(guān)系。當(dāng)0度的時(shí)候，那就是0x0000，當(dāng)溫度125度的時(shí)候，對(duì)應(yīng)十六進(jìn)制是0x07D0，當(dāng)溫度是零下55度的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的數(shù)字是0xFC90。反過(guò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)數(shù)字是0x0001的時(shí)候，那溫度就是0.0625度了。4電路與程序設(shè)計(jì)4.1電路的設(shè)計(jì)4.1.1系

6、統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)總體框圖如圖3所示17STC89C52獨(dú)立按鍵*2LCD1602DS18B20溫度傳感器最小系統(tǒng)蜂鳴器模塊LED*2圖3系統(tǒng)總體框圖4.1.2控制按鍵&LED電路按下S1能增加溫度報(bào)警上限，按下S2能減少溫度報(bào)警上限。測(cè)試溫度低于上限時(shí)，綠燈LED1亮。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的上限時(shí)，紅燈LED2亮。圖4控制按鍵&LED4.1.3蜂鳴器電路當(dāng)測(cè)試溫度超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，蜂鳴器開(kāi)啟；當(dāng)測(cè)試溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，蜂鳴器關(guān)閉。蜂鳴器電流相對(duì)較大，因此需要用三極管驅(qū)動(dòng)，并且加了一個(gè)1K歐的電阻作為限流電阻。此外還加了一個(gè)D1二極管，這個(gè)二極管叫做續(xù)流二極管。圖5蜂鳴器電路174.1.4

7、顯示電路顯示電路使用LCD1602,第一行顯示”Temperature”第二行顯示測(cè)試溫度和溫度上限，兩者中間顯示一個(gè)”＞”或”＜”。RP1為上拉排阻。圖6顯示電路4.1.5傳感器電路圖7傳感器電路174.1.6總體電路圖8整體電路4.1.7電源使用5V直流電源。4.2程序的設(shè)計(jì)4.2.1程序功能描述（1）能夠測(cè)試-30℃～+120℃的溫度。（2）按下S1能增加溫度報(bào)警上限，按下S2能減少溫度報(bào)警上限。（3）測(cè)試溫度低于上限時(shí)，綠燈亮，蜂鳴器關(guān)閉。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的上限時(shí)，紅燈亮且蜂鳴器響起。