目录
一．绪论 ............................................................................................... 二．设计目的 ........................................................................................ 三．设计要求 ........................................................................................ 四．设计思路 ........................................................................................ 五．系统的硬件构成及功能 ..............................................................
5.1主控制器 .................................................................................. 5.2显示电路 .................................................................................. 5.3温度传感器 ..............................................................................
六．系统整体硬件电路 ...................................................................... 七．系统程序设计 ............................................................................... 八．测量及其结果分析 ......................................................................... 九．设计心得体会 ................................................................................ 十．参考文献 ........................................................................................ 附录1 源程序
附录2 元件清单及PCB图
一．绪论
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些忙面起到了举足轻重的作用。单片机的使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。
人民的生活和环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：
①传统的分立式温度传感器 ②模拟集成温度传感器 ③智能集成温度传感器。
目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，和传统的温度计相比，其具有读数方便，测温范围广，测温准确，输出温度采用数字显示，主要用于对测温要求比较准确的场所，或科研实验室使用。该设计控制器使用ATMEL公司的AT89C52单片机，测温传感器使用DALLAS公司DS18B20，用数码管来实现温度显示。
二．设计目的
1.理解掌握MCS-51系列单片机的功能和实际使用。
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、组装和调试方法。
三．设计要求
1.以MCS-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，检测精度为0.5?C
3.温度显示采用4位LED数码管显示，三位整数，一位小数。
4.具有键盘输入上下限功能，超过上下限温度时，进行声音报警。
四．设计思路
1．根据设计要求,选择AT89C52单片机为核心器件。
2.温度检测器件采用DS18B20数字式温度传感器。和单片机的接口为P3.6引脚。
3.键盘采用独立式按键，由三个按键组成，分别是：设置键（SET）,加一建（+1），确认键（RET）。
SET键（上下限温度设置键）：当该键按下时，进入上下限温度设置功能。通过P3.1引脚接入。
+1键（加一调整键）：在输入上下限温度时，该键按下一次，被调整位加一。通过P3.2引脚接入。
RET键（确认键）:当该键按下时，指向下一个要调整的位。通过P3.3引脚接入。
4.声音报警蜂鸣器通过P1.7引脚接入。
硬件电路设计总体框图为图4.1：
按键输入电 路 时钟电路复 位电路 单片机 温度检测 蜂鸣器电路 图4.1 五、系统的硬件构成及功能 1.主控制器
单片机AT89S52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，使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，和工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。很适合便携手持式产品的设计使用。 AT89S52在仿真软件中的图像为图5.1
LED显示器驱动电路 3位LED显示器 图5.1 2.显示电路
显示电路采用四位共阳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图5.2
图5.2
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，和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：
? 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯 ? 简单的多点分布使用 ? 无需外部器件 ? 可通过数据线供电 ? 零待机功耗
? 测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增。华氏器件-67~+2570F，以0.90F 递增 ? 温度以9 位数字量读出
? 温度数字量转换时间200ms（典型值） ? 用户可定义的非易失性温度报警设置
? 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件。 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列、各种封装形式如图 3.3.1所示，DQ 为数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源；GND为地信号；VDD为可选择的VDD引脚。当工
作于寄生电源时，此引脚必须接地。其电路图如图5.3.1所示.。