基于AT89C51单片机控制的数字温度计设计

II基于AT89C51单片机控制的数字温度计设计王珍珍（吉首大学张家界学院，湖南张家界427000）摘要数字温度计操作简单，灵活，方便，已经广泛的应用于生活的各个领域。本课题研究了基于AT89C51单片机控制的数字温度计设计技术。DS1620芯片是测量温度的器件，能够输出9位二进制的温度值；从DS1620传送温度数据到AT89C51，温度超过设定数值就会报警；AT89C51采集温度数据发送到七段数码管；然后数码管上就有温度显示，可以直接读取温度值。从键盘输入数据，设定报警温度。用单片机汇编语言编辑程序，用Protel画出系统的原理图，并对系统的各个模块进行详细的设计与分析。系统的设计特点是引入了单片机的控制，使其在功能上具有一定智能化，实现一目了然的观察被测物的温度。关键词:单片机AT89C51；数字温度计；DS1620；控制IIDesignofDigitalThermographBasedonAT89C51ControlWangZhenzhen(CollegeofZhangJiaJie，JishouUniversity,Zhangjiajie,Hunan427000)AbstractDigitalthermographissimple,flexible,convenientandhasbeenwidelyusedinallareasoflife.TheresearchbasedonthedigitalthermographdesigntechnologyoftheAT89C51control.DS1620chipisthecomponentsthatcanmeasurementthetemperature,whichcanoutputthebinary9temperature;ThetransmissionofthetemperaturedatefromDS1620totheAT89C51,Ifthetemperatureexceedsasetvalueitwillbealarm;AT89C51collectingtemperaturedataandthensenttothedigitalcontrolofparagraph7;Thentherewillbeadigitaltemperatureshow,whichcandirectlyreadthetemperature.Inputthedatafromthekeyandsetthetemperatureofthealarm.UseMCUassemblylanguagetoeditortheprocedures,andusethesoftwareoftheProteltopainthediagramofthesystem,andthendothedesighandanalysistotheeachmoduleofthesystem.ThefeatureoftheSystemdesignisintroductionoftheMCUcontrol,whichmakeithasthefunctionofacertainintelligenceandachievedthatitisverycleartoobservethetemperatureoftheobservation.Keyword：MCUAT89C51;Digitalthermograph;DS1620;ControlIII目录第一章综述.........................................................11.1引言............................................................11.2温度计的分类....................................................11.3课题研究的实际意义..............................................2第二章设计方案选择....................................................3第三章系统硬件设计...................................................43.1硬件结构框图....................................................43.2主要器件简介....................................................43.2.1AT89C51简介.................................................43.2.2DS1620简介..................................................63.3系统硬件详细设计.................................................83.3.1系统时钟模块................................................83.3.2温度采集模块................................................93.3.3报警模块...................................................103.3.4.键盘输入...................................................103.3.5显示模块...................................................11第四章系统软件设计..................................................144.1程序流程图.....................................................144.2程序详细设计...................................................144.2.1写/读DS1620模块...........................................154.2.2配置DS1620模块............................................154.2.3开始转换模块...............................................164.2.4读取温度模块...............................................164.2.5键盘输入程序...............................................164.2.6显示子程序和温度测量程序...................................174.3程序调试运行...................................................19第五章结束语.........................................................20参考文献.............................................................21致谢............................................................22附录：总体电路图.....................................................23基于AT89C51单片机控制的数字温度计设计综述1第一章综述1.1引言温度测量涉及各行各业,而传统的温度测量仪器有酒精温度计、煤油温度计、水银温度计等,都需人工手动测量。传统的玻璃柱形温度计结构虽简单,但读数不方便,且容易破碎。很多场合(有毒、高温、无人等)用传统的温度测量技术就显得比较麻烦。集成电路的发展,为温度计的更新换代提供了条件，电子技术的飞速发展,单片机的出现,使温度计的自动化、数字化就变得容易实现。温度是实验室与许多生产一线经常需要测量的参数之一。传统温度测量记录方式是逐点放置合适的温度传感器,并按时逐点记录后,再送入微机中进行处理。随着专用集成电路技术的飞速发展,数显测量以其观测直观方便、测量精确等优势在现代测量技术及日常工作和生活中得到了广泛的应用。1.2温度计的分类温度计是测温仪器的总称。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同，有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器。气体温度计多用氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低，接近于绝对零度，故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高，多用于精密测量。电阻温度计分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的温度计及铑铁、磷青铜合金的温度计；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，在生活中广泛应用，它的测量范围为-260℃至600℃左右。温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成，两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低浊测量。有的温差电偶能测量高达3000℃的高温，有的能测接近绝对零度的低温。高温温度计是指专门用来测量500℃以上温度的温度计，有光测温度计、比色温基于AT89C51单片机控制的数字温度计设计综述2度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂，这里不再讨论。其测量范围为500℃至3000℃以上，不适用于测量低温。1.3课题研究的实际意义传统的玻璃柱形温度计,结构虽简单,但读数不方便,且容易破碎。很多场合(有毒、高温、无人等)用传统的温度测量技术就显得比较麻烦，集成电路的发展,为温度计的更新换代提供了条件。单片机的出现,电子技术的飞速发展,使温度计的自动化、数字化就变得容易实现。本课题着重研究用单片机控制的数字温度计,采用LED七段数码管显示温度值,实现一目了然的观察被测物的温度。基于AT89C51单片机控制的数字温度计设计设计方案选择3第二章设计方案选择数字温度计的设计有很多方法，温度传感器一般有数字式温度传感器和模拟式温度传感器。本课题可以采用下列方案进行设计。方案一：采用数字温度传感器DS1620对环境温度数据进行采集、处理后，把模拟信号转换成数字信号送给CPU。DS1620是美国DALLAS公司推出的最新型测量温度和调节温度的数字温度传感器,是一片8引脚的片内建有温度测量并转换为数字值的集成电路，它集温度传感、温度数据转换与传输、温度控制等功能于一体。它本身就是一个数字温度计，能输出9位二进制的温度值。主要特点：测温范围为：－55～＋125℃；测量精度高，可达+/-0．5℃；转换时间短，只需200ms；使用灵活方便，内部有两个永久性可读写存储器；TH，TL可设温度，断电后寄存器中数据不会丢失。该芯片非常容易与单片机连接，实现温度的测控应用，单独做温度控制器使用时，可不用外加其他辅助元件，而且DS1620的工作状态都是由外部输入的指令来控制的。方案二：采用热敏电阻作为测温元件，然后把测得的温度模拟量送给AD转换器，最后把转换得到的数字