单片机温度检测系统设计

单片机课程设计说明书题目：温度检测系统设计系部：专业：班级：学生姓名:学号:指导教师:2015年12月14日单片机课程设计说明书目录1设计任务与要求......................................................11.1设计任务.......................................................11.2设计要求.......................................................12设计方案............................................................12.1设计思路.......................................................12.2单片机STC89C52RC..............................................22.2.1单片机STC89C52RC功能介绍................................22.2.2STC89C52RC管脚介绍.......................................22.2.3STC89C52RC单片机器件参数.................................32.3温度传感器DS18B20............................................32.3.1DS18B20的主要特性........................................32.3.2DS18B20的外形和内部结构..................................32.4液晶显示器LCD1602.............................................42.4.1液晶显示器LCD1602功能介绍...............................42.4.2LCD1602管脚介绍..........................................53硬件电路设计........................................................53.1系统框图.......................................................63.2最小的单片机系统...............................................63.2.1时钟电路.................................................63.2.2复位电路.................................................63.3温度检测系统设计...............................................73.4液晶显示电路设计...............................................74主要参数计算与分析..................................................85软件设计............................................................85.1整体系统分析...................................................85.2程序流程图.....................................................96proteus软件仿真....................................................107实物制作...........................................................117.1器材清单......................................................117.2最小系统板制作................................................127.3温度检测系统电路板制作........................................127.4温度检测展示..................................................127.5焊接点展示....................................................13单片机课程设计说明书7.6作品检查......................................................138结论...............................................................14附录..................................................................15参考文献..............................................................20单片机课程设计说明书1设计任务与要求1．1设计任务利用电阻、瓷片电容、电解电容、12MHz晶振、STC89C52单片机、DS18B20温度传感器、液晶显示器、1P杜邦线彩色、排针、最小系统板、电位器、洞洞板等，完成一个温度检测系统。1、采用单片机及温度传感器设计温度检测系统；2、温度检测结果采用液晶显示器输出；3、必须具有上电自检功能及外接电源，公共地线接口。1.2设计思路1、熟悉此电路工作原理。2、掌握组装与调试方法。3、画出Proteus原理图，PCB图。4、用Proteus仿真。5、测量范围0~99摄氏度，精度误差小于1摄氏度。6、一份设计说明书。7、做出所设计的系统的实物。2设计方案2.1设计方案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。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，所以可以采用温度传感器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。故针对上述现象，本文设计了一种由单片机控制的温度采集与显示系统，它以STC89C52单片机为核心，采用温度传感器DS18B20实现对温度信号的采集以及运用LCD1602液晶显示器来显示数据。在温度信号的采集方面，采用DS18B20型温度传感器，与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度，并可根据实际要求通过简单的编码实现9~12位的数字式读数方式，可在-50℃～＋300℃范围内显示数据，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。2.2单片机STC89C52RC2.2.1单片机STC89C52RC功能介绍STC89C52RC是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时单片机课程设计说明书器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。2.2.2STC89C52RC管脚介绍STC89C52RC单片机，选用PDIP封装。管脚如图3-1所示:图2-1PDIP封装的STC89C52单片机的引脚功能说明：1、电源引脚VCC（40脚）：电源端，工作电压为5V。GND（20脚）：接地端。2、时钟电路引脚XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）。3、复位RST（9脚）。单片机课程设计说明书4、输入输出(I/O)引脚P0.0-P0.7（39脚-32脚）：输入输出脚，称为P0口，是一个8位漏极开路型双向I/O口，内部不带上拉电阻。P1.0-P1.7（1脚-8脚）：输入输出脚，称为P1口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/0口。P2.0-P2.7（21脚—28脚）：输入输出脚，称为P2口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3.0-P3.7(10脚—17脚）：输入输出脚，称为P3口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3端口具有复用功能。2.2.3STC89C52RC单片机器件参数1、增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051。2、工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）。3、工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz4、用户应用程序空间为8K字节。5、片上集成512字节RAM。6、通用I/O口（32个），复位后为：P0/P1/P2/P3是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。7、ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片8、具有EEPROM功能。9、共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2。10、外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。11、通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。12、工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。13、PDIP封装。2.3温度传感器DS18B20DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。2.3.1DS18B20的主要特性1、适应电压范围更宽，电压范围:3.0~5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。3、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现单片机课程设计说明书组网多点测温。4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。5、温范围-55℃~+125℃，在-10~+85℃时精度为±0.5℃。6、可编程的分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。2.3.2DS18B20的外形和内部结构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的外形及管脚排列如图3-2所示:图2-2温度传感器DS18B20DS18B20引脚定义:(1)GND为电源地;(2)DQ为数