单片机控制数字温度计设计——DS18B20接口技术
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更新于2024-08-01
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"微机接口技术与应用课程设计说明书,涵盖了单片机数字温度计的设计,主要使用MCS-51系列单片机和DS18B20温度传感器,通过3位LED数码管显示温度数据,并具备上下限报警功能。"
在微机接口技术与应用的课程设计中,学生被分配了构建一个基于单片机控制的数字温度计的任务。这个温度计不仅能够显示当前温度,还具备设定温度范围并进行报警的功能。设计要求包括:
1. 温度计应能以数字方式显示温度,使用3位LED数码管显示,其中两位显示整数部分,一位显示小数部分。
2. 控制器选用了MCS-51系列的单片机,该系列单片机具有低电压供电和小巧的体积,便于设计集成。
3. 温度感应部分采用DS18B20温度传感器,它可以直接提供被测温度值,简化了数据处理。
4. 温度计需具备键盘输入功能,允许用户设置上下限报警温度,并在超出设定范围时触发声音报警。
在设计过程中,提出了两种方案。方案一是利用热敏电阻等感温元件,通过A/D转换将温度信号转化为数字信号,但此方案电路复杂,软件设计也相对繁琐。相比之下,方案二采用DS18B20传感器,电路和软件设计更为简洁,因此被选中。
方案二的总体设计图展示了一个包括单片机AT89S51作为主控制器,DS18B20温度传感器以及3位LED数码管的系统。单片机通过串口与DS18B20通信,获取温度数据,然后经过处理后在数码管上显示。此外,系统还需要包含键盘接口,以便用户设定温度范围。
软件算法方面,主要包括以下几个部分:
1. 主程序:控制整个系统的运行流程,包括初始化、数据读取、处理和显示等步骤。
2. 读出温度子程序:从DS18B20获取温度数据。
3. 温度转换命令子程序:将传感器获取的温度值转换为适合显示的形式。
4. 计算温度子程序:处理温度数据,可能包括单位转换、误差校正等操作。
5. 显示数据刷新子程序:更新LED数码管的显示内容,确保实时反映温度变化。
调试过程是验证设计正确性和性能的关键环节,通过调试可以发现并解决潜在问题,确保系统稳定、准确地工作。
最后,设计者总结了设计过程中的收获和体验,可能包括对微机接口技术的理解加深,实际操作技能的提升,以及遇到问题和解决问题的能力增强等方面。
这个课程设计项目提供了关于微机接口技术、单片机编程、传感器应用以及系统集成的实践经验,对于学习和掌握相关知识是非常有益的。
2024-06-23 上传
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