课题二: 基于AT89C51单片机的数显温度传感器设计
一、设计目的
1、掌握51单片机最小系统的设计；
2、掌握温度传感器DS18B20的使用；
3、掌握C51的编程方式。
二、设计任务与要求
基于AT89C51单片机的数显温度传感器设计主要具有如下功能，具体要求如下：
1.温度传感器DS18B20检测环境温度。
2.用4位数码管显示温度；
3.设定一个温度，当检测的温度达到这个设定值时，用蜂鸣器实现报警。
三、设计步骤
1　根据课题，查阅相关资料。
2　画出系统原理框图，确定基本电路。（电路图不能在Protuse里画，在A4纸上或者用DXP画电路图）
3　在Protuse里进行仿真。（仿真结果出来后，才发放元件）
4　按电路原理图在板子上焊接电路。
5　调试硬件。
6　撰写电子综合设计报告:字数约2000～3000字（不包括程序清单），格式见附件2）。
7　最后一个下午，制作PPT进行答辩。
题目二：基于AT89C51单片机的数显温度传感器设计
元件名称
型号
数量
单片机最小开发板
STC89C52
1
温度传感器
DS18B20
c++课程设计报告
1
三极管
8850
1
蜂鸣器
1
LED 红
1
电阻
10k、3k、2k、1k、510、330
各5各
2位一体数码管
共阳
2
AC/DC（5V/1A）电源
1
单排插针 40
2
双排插针 40
2
9X15cm万用板（3连孔）
1
杜邦线
15
附件2：单片机原理及其应用课程设计设计报告格式
成绩：
重庆大学城市科技学院电气学院
基于AT89C51单片机的数显温度传感器设计报告
一、设计目的作用
本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有传感器DS18B20，单片机
AT89C52，四位共阴极数码管一个，电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围-55°℃—— +125°℃。在-10℃—— +85°℃范围内,精度为±0.5°℃。18B20的精度较差，为± 2°℃ 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。
本次数字温度计的设计共分为五部分，主控制器，LED显示部分，传感器部分，复位部分，按键设置部分，时钟电路。主控制器即单片机部分，用于存储程序和控制电路；LED显示部分是指四位共阴极数码管，用来显示温度；传感器部分，即温度传感器，用来采集温度，进行温度转换；复位部分，即复位电路，按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是，传感器采集到外部环境的温度，并进行转换后传到单片机，经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。
二、设计要求
基于AT89C51单片机的数显温度传感器设计主要具有如下功能，具体要求如下：
（1）．温度传感器DS18B20检测环境温度。
（2）．用两个2位一体共阳数码管显示温度；
（3）．通过按键开关设定一个上限温度和一个下限温度，当检测的温度达到这个设定值时，用蜂鸣器实现报警，同时LED灯闪烁。
三、设计的具体实现
1、设计原理
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。（DS18B20数字温度传感器具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠，所以在该设计中采用DS18B20数字温度传感器测量温度。）
实验名称是“基于AT89C51单片机的数显温度传感器设计”，涉及到MCS-51系列的单片机，我们首先有设计一个能使单片机工作的最小系统，然后温度传感器将实时温度值送给单片机，通过对单片机进行软件编程实现数据处理，然后送给LED共阴数码管显示，在对单片
机编程时要考虑到要使得能通过按键开关设置上限报警温度及下限报警温度，通过蜂鸣器报警，在报警的同时LED灯同步闪烁。设计任务书中已给出了元件清单，但是我们需要在软件中对自己设计的电路进行仿真我们还需要画出单片机的最小系统电路。总体电路结构框图所示：
2、系统设计
（详细介绍各单元电路的选择、设计及工作原理分析，并介绍有关参数的计算及元器件参数的选择等，要求有原理图。）
（1）、硬件设计
硬件电路设计通过单片机仿真软件Proteus 8.0进行原理图的编辑，根据实验要求及所给出的元件设计出如下电路原理图，并进行了仿真
时钟及复位模块
实验所给的元件中直接已给出了AT89C51的最小系统板，但是我们在设计电路时还是你需要画出该部分电路，时钟复位为能使单片机工作的最简单的电路，又称最小系统。具体实验电路如下：
时钟电路有12MHz的晶振及两个20~30PF的瓷片电容（无极性）连接在单片机的XTAL1及
XTAL2连个端口；复位电路由10K的电阻，10UF电解电容（有极性）以及按键开关组成，接在单片机的RST口。当系统出现故障错误，我想让系统恢复初始化状态可以通过对按动按键开关实现对电容的充放电从而实现系统的复位。
蜂鸣器报警及LED显示模块
蜂鸣器用于当温度传感器的输入的温度数值大于认为设定的上限温度或者小于下限温度时，系统会给出相应的信号使得蜂鸣器发出声音同时让LED灯闪烁显示，从听觉和视觉上同时提出报警信号。电路图如下：
蜂鸣器由一个PNP型的三极管驱动接在单片机的P1.0口，当P1.0口输出低电平是蜂鸣器发出声音；LED灯正极通过1K的电阻上拉接Vcc，负极接在单片机的P1.1口，当系统在P1.1口输出低电平时LED灯亮。
共阳数码管显示显示模块
实验给出的数码管为2位一体共阳的数码管，在实验显示中我们需要四个数码管去显示相应的温度，所以采用两个2位一体共阳数码管并联当做一个4位一体的共阳数码管。电路原理图如下：
数码管的使用设计到了段选及位选，我们把段选接在单片机的P0口 ，位选接在数码管的P2.4~P2.7口，需要注意的是此数码管为共阳的，所以P0口输出的低电平完全可以驱动数码管的段选显示，但是位选输出高电平不足以驱动数码管显示导致数码管的亮度不够，此时我们需要在数码管的位选段接上相应的1K的上拉电阻，这样数码管的亮度就可以明显的得到提升。

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