单片机控制数字温度计设计——DS18B20接口技术

"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。