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基于单片机的数字温度计设计(最终版)

线开始读写数据读个时间隙最少要保持的时间返回数据读取温度的值读出来的是小数在读取温度的时候如果中断的太频繁了,就应该把中断给关了,否则会影响到的时序初始化跳过位启动次温度转换命令,初始化跳过位发出读取暂存器命令,读温度低字节读温度高字节把温度的高位左移位把读出的温度低位放到的低八位中转换到温度值小数返回读出的温度带小数定时器初始化程序开总中断定时器定时器工作方式开定时器中断允许定时器定时独立按键处理函数按键松开的时候做松手检测关闭连加使能关闭秒后使能清零,按键按下的时候连加使能自动退出设置界使能自动先读出温度的值初始化定时器新的单片机初始单片机内问先读出温度的值取温度的小数显示取温度的个位显示取温度的十位显示显示函数按键程序设置报警温度先读出温度的值处理次温度程序报警函数,取温度的小数显示取温度的个位显示取温度的十位显示自动退出设置界面程序每加次秒后自动退出设置界面定时器中断服务程序按下按键使能,次后秒连加大些出设置界变量清零自动退出设置界使能自动退出设置界变量清零得到键值得到键值得到键值得到键值按键处理数码管显示函数取温度的小数显示取温度的个位显示取温度的十位显示取小数显示取个位显示取十位显示取小数显示取个位显示取十位显示设置高温报警按键按下未松开自动加三次按键按下未松开自动加三次之后每次自动加取小数显示取个位显示取十位显示,按键按下未松开自动加三次按键按下未松开自动减三次之后每次自动减取小数显示取个位显示取十位显示设置低温报警取小数显示取个位显示取十位显示,片机控制,软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制,而且体积小,硬件实现简单,安装方便。既可以单独对多控制工作,还可以与机通信上传数据,另外在工业控制上也有着广泛的应用,编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。方案采用热电偶温差电路测温,温度检测部分可以使用低温热偶,热电偶由两个焊接在起的异金属导线所组成如下图,热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单导体的温差电势组成。通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压,便可推断出检测结点的温度。数据采集部分则使用带有通道的单片机,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行转换后,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。热电偶的优点是工作温度范围非常宽,且体积小,但是它们也存在着输出电压小容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点,并且这种设计需要用到转换电路,感温电路比较麻烦。图热电偶电路图从以上两种方案,容易看出方案二的测温装置可测温度范围宽体积小,但是线性误差较大。方案的测温装置电路简单精确度较高实现方便软件设计也比较简单,故本次设计采用了方案。设置温度方案采用键盘输入设置温度,键盘则可以用个按键,个复位键,个功能设定键,个加减个减键。四个键比较常用,而且用到的接口得到了极好的利用,仅需要个接口。方案可采用矩阵键盘,该键盘需要个接口,而我们不需这么多键。综上所述,我们选择第种方案。显示模块方案用数码管进行显示。数码管由于显示速度快,使用简单,显示效果简洁明了而得到了广泛应用。方案用液晶进行显示。由于其显示清晰,显示内容丰富清晰,显示信息量大,使用方便,显示快速而得到了广泛的应用。单对于此系统我们不需要显示丰富的内容,而且液晶价格贵,因此我们选择了此方案。综上所述我们选择方案电源选取由于本系统采用电池供电,我们考虑了如下几种方案为系统供电。方案采用蓄电池为系统供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。但是蓄电池的体积过于庞大,在小型电动车上使用极为不方便。因此我们放弃了此方案。方案采用节干电池共做电源,经过实验验证系统工作时,单片机传感器的工作电压稳定能够满足系统的要求,而且电池更换方便。综上所述采用方案系统器件选择温度传感器的选择由于传统的热敏电阻等测温元件测出的般都是电压,再转换成对应的温度,需要比较多的外部元件支持,且硬件电路复杂,制作成本相对较高。这里采用公司的数字温度传感器作为测温元件。图外部封装形式图传感器电路图硬件实现及单元电路设计主控制模块主控制最系统电路如图所示。图单片主控电路显示模块电路显示采用四位数码管显示,当位选打开时,送入相应的段码,则相应的数码管打开,关掉位选,打开另个位选,送入相应的段码,则数码管打开,而每次打开关掉相应的位选时,时间间隔低于,从人类视觉的角度上看,就仿佛是全部数码管同时显示的样。显示电路如图图数码管显示数码管显示驱动电路三极管来驱动位数码管,不仅简单,而且价格便宜。图驱动电路温度传感器电路基本介绍是美国半导体公司推出的第片支持线总线接口的温度传感器,它具有微型化低功耗高性能抗干扰能测到的温度高于设置的报警值的时候,蜂鸣器报警同时报警灯闪烁,温度检测精确到度。并具有掉电保存功能,数据保存在单片机内部中,进入设置界面后如果没有键按下系统会在秒后自动退出设置界面。由于采用了节干电池供电使系统的抗干扰性得到加强。在软件上,充分利用了的系统资源,系统运行流畅。本设计结构简单,调试方便,系统反映快速灵活,经实验测试,该温度报警系统设计方案正确可行,各项指标稳定可靠。参考文献曹巧媛主编单片机原理及应用第二版北京电子工业出版社,全国大学生电子设计竞赛组委会编第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编,北京北京理工大学出版社,何力民编单片机高级教程北京北京航空大学出版社,金发庆等编传感器技术与应用北京机械工业出版社,刘坤宋戈赵洪波张宪栋编单片机语言应用开发技术大全,北京人民邮电出版社,谭浩强著程序设计北京清华大学出版社,王忠飞,胥芳单片机原理及嵌入式系统应用西安西安电子科技大学出版社,著,徐波译专家编程,人民邮电出版社,附录整体电路原理图附录部分源程序,数码管段选定义,断码数码管位选定义,显示数码管的个位数口的定义蜂鸣器口定义按键值的变量菜单设计的变量按键连加使能按键连次连加后使能加的数就越大了用做连加的中间变量自动退出设置界面延时函数,小延时函数数码显示函数位选段选,位选消隐把数据保存到单片机内部中把数据从单片机内部中读强易配微处理器等优点,可直接将温度转化成串行数字信号处理器处理。进行精确的温度转换,线必须保证在温度转换期间提供足够的能量,由于每个在温度转换期间工作电流达到,当几个温度传感器挂在同根线上进行多点测温时,只靠上拉电阻就无法提供足够的能量,会造成无法转换温度或温度误差极大。因此,下图电路只适应于单温度传感器测温情况下使用,不适宜采用电池供电系统中。并且工作电源必须保证在,当电源电压下降时,寄生电源能够汲取的能量也降低,会使温度误差变大。图温度传感器电路引脚图控制方法有六条控制命令温度转换启动进行温度转换读暂存器读暂存器个字节内容写暂存器将数据写入暂存器的字节复制暂存器把暂存器的字节写到中重新调把中的字节写到暂存器字节读电源供电方式启动发送电源供电方式的信号给主供电方式可以采用两种方式供电,种是采用电源供电方式,此时的脚接地,脚作为信号线,脚接电源。另种是寄生电源供电方式,如图所示单片机端口接单线总线,为保证在有效的时钟周期内提供足够的电流,可用个三极管来完成对总线的上拉。本设计采用电源供电方式,口接单线总线为保证在有效的时钟周期内提供足够的电流,可用个上拉电阻和的来完成对总线的上拉。当处于写存储器操作和温度变换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为。采用寄生电源供电方式是和端均接地。由于单线制只有根线,因此发送接收口必须是三状态的。主机控制完成温度转换必须经过个步骤初始化。操作指令。存储器操作指令。蜂鸣器发光二极管报警电路电路如图主要是用来设定温度报警温度的有高温和低温报警。图蜂鸣器发光二极管驱动引脚图系统软件设计程序结构分析主程序调用了个子程序,分别是数码管显示程序温度信号处理程序按键设定报警温度程序。温度信号处理程序对温度芯片送过来的数据进行处理,进行判断和显示。数码管显示程序向数码管的显示送数,控制系统的显示部分。按键设定程序可以设定低温和高温报警可精确到度。系统程序流图主程序的主要功能是负责温度的实时显示读出并处理的测量的当前温度值,温度测量每进行次。这样可以在秒之内测量次被测温度,主程序的主要功能是负责温度的实时显示,读出并处理

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