单片机数字温度计.docx
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单片机数字温度计.docx
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单片机数字温度计
《单片机技术》课程设计说明书
数字温度计
院、部:
电气与信息工程学院
学生姓名:
指导教师:
王韧职称副教授
专业:
自动化
班级:
自本1004班
完成时间:
2013年1月1日
湖南工学院
课程设计任务书
课程:
单片机技术
课程设计题目:
数字电子钟
数字频率计
数字电压表
交通灯
抢答器
密码锁
波形发生器
数字温度计
计算器
数字式秒表
适用班级:
自本1003~4
时间:
2012~2013学年第一学期
指导教师:
王韧
《单片机技术》课程设计任务书
一、设计题目:
数字电子钟、数字频率计、数字电压表、交通灯、抢答器、密码锁、波形发生器、数字温度计、计算器、数字式秒表。
二、适用班级:
自本1003~4
三、指导教师:
王韧
四、设计目的与任务:
学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握单片机应用系统的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
五、设计内容与要求
设计内容
1、数字电子钟
设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动/调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
2、数字频率计
设计一个能够测量周期性矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。
该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入测量准备状态。
按频率测量键则测量频率;按周期测量键则测量周期;按脉宽测量键则测量脉宽;按占空比测量键则测量占空比。
3、数字电压表
设计一个能够测量直流电压的数字电压表。
测量电压范围0~5V,测量精度小数点后两位。
该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入测量准备状态,按测量开始键则开始测量,并将测量值显示在显示器上,按测量结束键则自动返回“P.”状态。
4、交通灯
设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。
该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
按开始键则开始工作,按结束键则返回“P.”状态。
要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,甲车道为主车道,每次通车时间为60秒,乙车道为次车道,每次通车时间为30秒,要求黄灯亮3秒,并且1秒闪烁一次。
有应急车辆出现时,红灯全亮,应急车辆通车时间10秒,同时禁止其他车辆通过。
5、抢答器
设计一个具有特定功能的抢答器。
该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
主持人按下开始按钮后,抢答开始并限定时间30S;10S内无人抢答,蜂鸣器发出音响;主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器,抢答违规,显示器显示违规台号,违规指示灯亮,其它按钮不起作用;正常抢答,显示器显示台号,蜂鸣器发出音响,其它抢答按钮无效;正常抢答下,从按下抢答按钮开始30S内,答完按钮没按下,则作超时处理,超时处理时,违规指示灯亮,显示器显示违规台号。
蜂鸣器发出音响;各台数字显示的消除,蜂鸣器音响及违规指示灯的关断,都要通过主持人按复位按钮。
6、密码锁
设计一个具有特定功能的密码锁。
该密码锁上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
该密码锁具有系统原始密码888888,用户可以设定并存储用户密码,密码输入时应处于保密显示状态,密码输入正确时应显示密码输入正确提示信息,否则,显示密码输入错误提示信息。
7、波形发生器
设计一个具有特定功能的波形发生器。
该波形发生器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
该波形发生器可以分别产生幅值0~5V、频率100Hz~100KHz范围内的三角波、锯齿波、方波、梯形波和正弦波。
8、数字温度计
设计一个具有特定功能的数字温度计。
该数字温度计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
测量温度范围0℃~99℃,测量精度小数点后两位,可以通过开始和结束键控制数字温度计的工作状态。
9、计算器
设计一个具有特定功能的计算器。
该计算器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
能实现
(1)基本的加、减、乘、除、平方、开方;
(2)三角函数运算;(3)十进制、十六进制转换运算;(4)其他功能。
10、数字式秒表
设计一个具有特定功能的数字式秒表。
该数字式秒表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
该数字式秒表应具有开始、暂停、连续、清零和停止功能。
设计要求
1、以上课题可以任选其一或多选,学生也可以自拟课题;
2、编程语言:
汇编或C51;
3、计算机打印《单片机技术》课程设计说明书一份;
4、设计时间:
一周;
5、实物制作;
6、人员分组:
一人一组一实物。
六、《单片机技术》课程设计说明书正文主要内容
参照“《单片机技术》课程设计说明书正文主要内容”文件。
七、《单片机技术》课程设计说明书书写规范格式
参照“《单片机技术》课程设计说明书书写规范格式”文件。
八、参考资料
1、马忠梅,单片机的C语言Windows环境编程宝典[M],北京:
北京航空航天大学出版社,2003.6;
2、李光飞,单片机C程序设计指导[M],北京:
北京航空航天大学出版社,2003.01;
3、李光飞,单片机课程设计实例指导[M],北京:
北京航空航天大学出版社,2004.9。
电气自动化教研室
2012年9月10日
摘要
本文介绍一种基于AT89S52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,使用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,AT89S52单片机功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键字:
温度;DS18B20;AT89S52
ABSTRACT
ThispaperintroducesaAT89S52SCMbasedonakindoftemperaturemeasurementandalarmcircuit,thecircuitUSESDS18B20astemperaturemonitoringdevice,theuseofLEDdisplaymodule,cansettemperaturealarmonthefloor.Thetextfocusesonthesoftwareandhardwaresystemareallthepartsofthecircuit,thispaperintroducestheintegratedtemperaturesensorDS18B20principle,functionandapplicationofAT89S52SCM.Thecircuitdesign,powerful,simplestructure.
Keywordstemperature;DS18B20;AT89S52
附录16
附录BPCB图17
附录C元件分布图18
附录F程序清单20
1设计课题目的、功能要求说明及总体方案介绍
1.1设计目的
通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握单片机应用系统的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
1.2功能要求说明
1.2.1设计内容
设计一个具有特定功能的数字温度计。
该数字温度计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
测量温度范围0℃~99℃,测量精度小数点后两位,可以通过开始和结束键控制数字温度计的工作状态。
1.2.2设计要求
(1)以上课题可以任选其一或多选,学生也可以自拟课题;
(2)编程语言:
汇编或C51;
(3)计算机打印《单片机技术》课程设计说明书一份;
(4)设计时间:
一周;
(5)实物制作;
(6)人员分组:
一人一组一实物。
1.3数字温度计设计方案论证
1.3.1方案讨论
方案一:
由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。
方案二:
进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。
从以上两种方案,相比较来说,方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,且温度传感器DS18B20性能良好稳定,在显示0—99度时,精确度高。
故采用了方案二。
1.3.2方案二的总体设计框图
温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S52,温度传感器采用DS18B20,用2位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。
图1总体设计方框图
1.3.3DS18B20测温工作原理
DS18B20的测温原理是这这样的,器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1;高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变,所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。
器件中还有一个计数门,当计数门打开时,DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。
计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定,每次测量前,首先将-55ºC所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中,减法计数器1和温度寄存器被预置在-55ºC所对应的一个基数值。
减法计数器1对低温度系数振荡器产生的脉冲信号进行减法计数,当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1,减法计数器1的预置值将重新被装入,减法计数器1重新开始对低温度系数振荡器产生的脉冲信号进行计数。
如此循环,直到减法计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
2设计课题硬件系统的设计
2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍
2.1.1单片机最小系统
由AT89S52单片机、时钟电路和复位电路构成。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
时钟电路由一个12MHz的石英晶体振荡器和两个33pF的的电容组成振荡电路和分频电路。
复位电路采用上电复位和按键复位结合的方式对电路进行复位,主要是通过RST引脚送入单片机。
单片机最小系统为整个电路的核心。
2.1.2独立式键盘模块
采用独立式键盘接法,共有8个按键来对电路进行控制。
分别通过上拉电阻接在单片机的P1口线上。
其中S1~S5在本电路中完成各项功能。
2.1.3LED显示电路模块
采用两个四位一体共阳型数码管显示器进行显示。
由于位控线的驱动电流较大,因此在P2口线上接了8个PNP型三极管提高驱动能力;在单片机的P1口线和P2口线上接了16个470Ω的电阻,这些电阻起限流的作用。
将段控口a--dp接在P0.0--P0.7上,位控口接在P2口线
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- 单片机 数字 温度计