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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。DS18B20的性能特点如下: 1. 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯。 2. 简单的多点分布应用。 3. 无需外部器件。 4. 可通过数据线供电。 5. 零待机功耗。

6. 测温范围-55~+125摄氏度。 其电路图如下图所示:

在仿真软件中如下图所示:

DS18B20的测温原理图如下图所示:

在正常测温情况下,DS18B20的测温分辨力为0.5摄氏度,可采用下述方法获得高分辨率的